[发明专利]一种连续合成β-异佛尔酮的工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工中间体制备领域，具体涉及一种连续合成β-异佛尔酮的工艺。

背景技术

3,5,5-三甲基环己-3-烯-1-酮，又称为β-异佛尔酮（β-IP），是α-异佛尔酮（α-IP）的同分异构体，由α-异佛尔酮经高温催化异构化后而成，是合成维生素系列（如维生素E）、类胡萝卜素、虾青素及多种香精香料的重要中间体，尤其是合成3，5，5-三甲基环己-2-烯-1,4-二酮（KIP,茶香酮）的主要原料，同时又是制备三甲基氢醌的前体。

许多专利都报道了α-异佛尔酮异构化合成β-异佛尔酮的方法，但存在着许多不足之处：主要是催化剂不能再生利用，时空产率不高，副产物积累很多。已有专利报道制备β-异佛尔酮的方法主要有以下几种：

在格利雅化合物RMgX（R为烷基，X为卤素）和催化剂FeCl3的作用下进行异构化反应制备β-异佛尔酮的方法。该方法除了催化剂价格昂贵外，反应条件也比较苛刻，后处理是一个很复杂的过程。

专利FR1446246、DE2508779和US5929285等报道了用高沸点固体酸作为异构化反应的催化剂，制备β-异佛尔酮的方法。主要的固体酸为：对-甲苯磺酸、己二酸、酯族和芳族氨基酸等。该方法的缺点是转化率较低、副产物生成较多以及设备腐蚀严重。

专利DE2457157报道了以三乙醇胺为催化剂，进行α-异佛尔酮的异构化反应，反应物再用酒石酸和盐溶液洗涤，得到β-异佛尔酮的方法。该方法的主要缺点是反应收率低、后处理复杂等。

专利US4845303报道了用过渡金属的乙酰丙酮化合物作异构化反应的催化剂的方法。主要的乙酰丙酮化合物为乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铝等。该方法制备β-异佛尔酮不仅时空产率低，而且副产物大量累积：由于催化剂易溶于异佛尔酮，所以在蒸馏过程中形成的脚料很难从均相催化剂中分离出来。

专利US6265617B1和CN1235954A等报道了用碱金属或碱土金属化合物为催化剂，合成β-异佛尔酮的方法。所使用的催化剂主要为：NaOH，Na₂CO₃等。由于催化剂为碱金属或碱土金属氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐等，此类强碱或强碱盐物质对反应设备的腐蚀很强，同时在反应过程中产生的脚料较多，而且催化剂中毒，不能再生循环使用。所形成的副产物对环境污染也比较严重，所以该方法具有明显的不足之处。

专利US6005147介绍了α-异佛尔酮在216-217℃温度下，以Co₃O₄为催化剂的条件下进行异构化反应，再通过减压蒸馏得到β-异佛尔酮的方法。此方法的不足之处在于：反应副产物较多，为异佛尔酮自我缩合产物；转化率不高，催化剂不易回收利用。

公开号为CN1660752A的中国专利申请公开了一种3,5,5-三甲基环己-3-烯-1-酮的合成方法，以α-异佛尔酮为原料，在反应的催化剂和分离剂是酸性陶瓷材料的情况下，在多段反应器中进行异构化反应，采用反应精馏技术来进行，反应条件为：反应压力0.1～0.5MPa，反应温度为180～280℃，收集得到β-异佛尔酮。该合成方法通过将β-异佛尔酮不断蒸出，促进了反应向β-异佛尔酮一方的进行，反应的转化率高，然而该合成方法中酸性陶瓷材料的用量太大，单位用量的酸性陶瓷材料的催化效率不高，而且该酸性陶瓷材料是固载到反应器的填料段的，当需要对催化剂进行重生的时候，需要将整个反应器拆卸后才能进行，操作很不方便。同时该方式在精馏时，因酸性陶瓷固载在填料段，会产生一定的气阻，制约了精馏效率。

发明内容

本发明提供了一种连续合成β-异佛尔酮的工艺，采用该工艺合成β-异佛尔酮时，产物的选择性高，并且催化剂的回收和重生方便。

一种连续合成β-异佛尔酮的工艺，包括：以α-异佛尔酮为起始原料，以分子筛为催化剂，采用反应精馏技术在塔釜反应器中进行异构化反应，在塔釜反应器的塔顶收集得到β-异佛尔酮，在塔釜泄出的重质组分，回收后重新制备α-异佛尔酮，进行循环套用；

所述的异构化反应条件如下：反应温度为180-290℃，反应压力为0.05～0.30MPa。