[发明专利]一种苯乙酮的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯乙酮的制备方法，尤其涉及一种α-甲基苯乙烯在无催化剂的条件下直接光氧化制备苯乙酮的方法，属于有机合成应用技术领域。

背景技术

苯乙酮是一种常用的有机产品，作为重要的中间体，可用于制造香皂和香烟，也可用作纤维素醚、纤维素酯和树脂等的溶剂，塑料等的增塑剂，有着广泛的应用前景。

传统的苯乙酮合成的方法有多种。主要有以苯为原料，利用Friedel-Crafts均相反应，如：苯和乙酸酐在无水三氯化铝催化下合成苯乙酮，或者以苯、乙酸酐和乙酸乙酯为原料，在无水三氯化铝催化下合成苯乙酮等。这些合成苯乙酮的方法，毒副作用大，对催化剂用量大，产物难分离。另外，有气固相催化反应，如：苯和醋酐以H-ZSM-25负载氧化铈为催化剂合成苯乙酮，或者在苯甲酸甲酯氢化反应中，以氧化铈作为加氢催化剂合成苯乙酮。气固相催化反应的体系，对催化剂质量要求较高，且同样存在产物难分离的问题。α-甲基苯乙烯在NaIO₄、N₂O₄、I₂、HNO₂等高价非金属氧化剂或KMnO₄、RuCl₃、OsO₄、TiO₂等高价金属氧化剂作用下也可氧化生成苯乙酮。这类反应产物也存在产物难分离的缺点。α-甲基苯乙烯在高温下与臭氧作反应也可以合成苯乙酮，但其反应温度高，且臭氧原料的成本较高。此外，利用光化学反应也可制备得到苯乙酮，如：α-甲基苯乙烯在催化剂的作用下，用氧气或双氧水为氧化剂光照反应合成苯乙酮，催化剂主要有Cr-HMS、Cr-ZSM-5、Cr-SiO₂、Cr-MCM-41、TiO₂(钒氧化合物)-MCM-41(X型和Y型分子筛)等分子筛附载金属或者金属氧化物、对苯二酚系列、(TPPFe)₂、光敏剂、AcrH⁺、TPT等。此类光化学反应所需的催化剂制备成本较高且催化剂重复利用率低。

发明内容

本发明的目的在提供一种反应条件温和，无催化剂，操作简单，成本低廉，且选择性和产率较高的苯乙酮的制备方法。

针对已有技术存在的不足，如毒副作用大，催化剂制备过程复杂，重复利用率低，反应成本高等。本发明的目的在于利用光化学反应，以α-甲基苯乙烯为原料，以中压汞灯为光源，不使用催化剂，室温直接光氧化合成苯乙酮。

本发明的发明目的还可以通过如下技术方案实现：

将体积比为1∶(0.4～100)的α-甲基苯乙烯和乙腈置于光反应器装置中，打开磁力搅拌器搅拌，反应器外套接通冷凝水，调节好流量，以保持反应温度的恒定在室温，在溶液中通流量为2～15ml/min的氧气。打开125w中压汞灯进行反应，反应0.5～12小时，关闭光源停止反应。本发明所用的光反应器为普通的光反应器。乙腈为溶剂

用甲苯作内标，对产物进行GC分析测定。操作步骤是：取此溶液进行GC分析，程序升温控制柱温，条件如下：在100℃温度下保持2min，2min后以20℃/min升温至300℃，保持一分钟，气化室温度为300℃，检测器温度为300℃。产物含量用峰面积归一化法计算得出。先测定反应物和产物的校正因子，以乙醇为溶剂，配制α-甲基苯乙烯和苯乙酮的标准溶液5个，进行测定，得到α-甲基苯乙烯和苯乙酮校正因子的比值为0.85。

本发明的优点是：

1.本发明采用光化学反应，无需催化剂室温直接合成苯乙酮，降低了合成成本。

2.α-甲基苯乙烯光化学反应制备苯乙酮，合成方法简单，合成时间短，易操作，该合成常温反应、方法简单，无催化剂，选择性及产率较高，且对环境友好。

3本发明所用的原料选取石油化工的副产品α-甲基苯乙烯，不仅容易得到，而且毒性较小，对环境友好。

具体实施方式

实施例1

将0.2mlα-甲基苯乙烯和20ml的乙腈加入光反应器装置中，搅拌，通冷凝水，通流量为2ml/min氧气，打开125w中压汞灯，反应时间0.5小时，加入甲苯做内标，作GC分析，苯乙酮的产率为2.79％，选择性为79.68％。

实施例2

将1.5mlα-甲基苯乙烯和40ml的乙腈加入光反应器装置中，搅拌，通冷凝水，通流量为8ml/min氧气，打开125w中压汞灯，反应时间2小时，加入的甲苯做内标，作GC分析，苯乙酮的产率为6.44％，选择性为67.89％。

实施例3