[发明专利]2,3-己二酮的清洁生产方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种2,3-己二酮的生产方法，尤其涉及一种2,3-己二酮的清洁生产方法。

背景技术

2,3-己二酮具有甜的奶油、焦糖、水果气味，CAS：3848-24-6，FEMA：2558，我国GB2760-2011规定为可食用香料，编码S0251。主要用于软饮料、冰冻食品、糖果、胶冻、布丁等食品中，同时还是重要的合成中间体，如合成2-甲基-3-异丁基吡嗪等香料。

2,3-己二酮因其良好的性能和广泛的应用，国内外对其研究一直不断，目前主要制备方法有：①丙醛与乙酰乙酸乙酯缩聚后，经小时H₂O₂和钨酸钠氧化，再水解脱羧制得,该工艺污染严重；②甲丁酮与异丙酮经单肟制得，该工艺产率较低；                                                亚硝酸异戊酯与2-己酮反应生成3-肟-2-己酮，再水解成2,3-己二酮，如式1，该工艺收率较低，亚硝酸异戊酯有毒、易燃，且反应中用到了盐酸、硫酸等危险化学品，产生大量废酸水，对环境污染严重。

式（1）

发明内容

本发明结合前人技术并进行创新，给出了一种全新的制备2,3-己二酮工艺路线，以乙醛和丁醛为原料，经复合催化剂合成3-羟基-2-己酮和2-羟基-3-己酮，再经Fe³⁺—Fe²⁺氧化还原体系生产2,3-己二酮，该生产系统对环境友好，产生极少量废水、废气、固废等。

本发明采用的技术方案为：

一种2,3-己二酮的清洁生产方法，包括如下步骤：

第一步，复合催化剂的制备

（1）组分1的制备：取5-甲氧基-1,2,4-三氮唑、氯苯和极性溶剂置于反应器中，加热至回流，并在80-120℃条件下回流9-12小时，得到组分1粗料，将组分1粗料经离心、洗涤、干燥得到组分1，所述的组分1为5-甲氧基-1,2,4-三苯基-1,2,4-三氮唑鎓盐；所述5-甲氧基-1,2,4-三氮唑、氯苯和极性溶剂的重量比为1:（3-5）:（5-20）；所述的极性溶剂为乙腈或丙酮； 

（2）组分2的制备：取5-甲氧基噻唑、氯化苄和极性溶剂置于反应器中，加热至回流，并在80-120℃条件下回流9-12小时，得到组分2粗料，将组分2粗料经离心、洗涤、干燥得到组分2，所述的组分2为5-甲氧基-2-苄基噻唑鎓盐；所述5-甲氧基噻唑、氯化苄和极性溶剂的重量比为1:（1-2）:（2-10）；所述的极性溶剂为乙腈或丙酮；  

（3）将组分1与组分2按照重量比1：（0.1-10）混合均匀得到复合催化剂；

第二步，Fe³⁺-Fe²⁺氧化还原体系的制备

将去离子水、亚铁盐、强酸混合，并搅拌均匀；然后，搅拌下控制温度为25-50℃，缓慢滴加双氧水，常压反应0.5-5小时，得到的溶液即为Fe³⁺-Fe²⁺氧化还原体系；所述双氧水、强酸、亚铁盐和去离子水的重量比为1:（1-10）：（1-100）：（20-500）；

第三步，2,3-己二酮的制备                                                     

（1）偶联：在反应釜中加入乙醛、正丁醛和复合催化剂，在温度80-150℃、压力1-2.5MPa条件下搅拌反应1-3小时，得到反应液A；所述乙醛、正丁醛和复合催化剂的重量比为100: （100-150）：（1-15）；

（2）粗蒸：将反应液A进行蒸馏，取80℃/-0.1MPa条件下馏分为蒸馏液B；

（3）氧化：将Fe³⁺-Fe²⁺氧化还原体系加入到反应蒸馏设备内，搅拌下向反应蒸馏设备内滴加蒸馏液B，在85-110℃条件下反应1-3小时后，收集出馏产品为2,3-己二酮与2,3-丁二酮的混合液；所述Fe³⁺-Fe²⁺氧化还原体系与蒸馏液B的重量比为（5-80）:1；

（4）精蒸：将2,3-己二酮与2,3-丁二酮的混合液经分馏塔分离，收集条件为75℃/-0.6MPa，即得2,3-己二酮。

根据上述2,3-己二酮的清洁生产方法，所述亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁或硝酸亚铁中的任一种；所述强酸为浓硫酸、浓盐酸或浓硝酸中的任一种。

本发明所达到的积极意义