專利名稱：一種苯乙酮的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種苯乙酮的制備方法，尤其涉及一種a-甲基苯乙烯在無(wú)催化劑的 條件下直接光氧化制備苯乙酮的方法，屬于有機(jī)合成應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
苯乙酮是一種常用的有機(jī)產(chǎn)品，作為重要的中間體，可用于制造香皂和香煙， 也可用作纖維素醚、纖維素酯和樹(shù)脂等的溶劑，塑料等的增塑劑，有著廣泛的應(yīng)用JL曰刖景。傳統(tǒng)的苯乙酮合成的方法有多種。主要有以苯為原料，利用Friedel-Crafts均相 反應(yīng)，如苯和乙酸酐在無(wú)水三氯化鋁催化下合成苯乙酮，或者以苯、乙酸酐和乙 酸乙酯為原料，在無(wú)水三氯化鋁催化下合成苯乙酮等。這些合成苯乙酮的方法，毒 副作用大，對(duì)催化劑用量大，產(chǎn)物難分離。另外，有氣固相催化反應(yīng)，如苯和醋 酐以H-ZSM-25負(fù)載氧化鈰為催化劑合成苯乙酮，或者在苯甲酸甲酯氫化反應(yīng)中， 以氧化鈰作為加氫催化劑合成苯乙酮。氣固相催化反應(yīng)的體系，對(duì)催化劑質(zhì)量要求 較高，且同樣存在產(chǎn)物難分離的問(wèn)題。a-甲基苯乙烯在Na104 、 N204、 I2、 HN02 等高價(jià)非金屬氧化劑或KMn04、 RuCl3 、 Os04 、 7102等高價(jià)金屬氧化劑作用下也 可氧化生成苯乙酮。這類反應(yīng)產(chǎn)物也存在產(chǎn)物難分離的缺點(diǎn)。a-甲基苯乙烯在高溫 下與臭氧作反應(yīng)也可以合成苯乙酮，但其反應(yīng)溫度高，且臭氧原料的成本較高。此 外，利用光化學(xué)反應(yīng)也可制備得到苯乙酮，如a-甲基苯乙烯在催化劑的作用下， 用氧氣或雙氧水為氧化劑光照反應(yīng)合成苯乙酮，催化劑主要有Cr-HMS、 Cr-ZSM-5、 Cr-Si02、 Cr-MCM-41 、 Ti02 (釩氧化合物)-MCM-41 (X型和Y型分子篩)等分 子篩附載金屬或者金屬氧化物、對(duì)苯二酚系列、(TPPFe)2 、光敏劑、AcrH+、 TPT 等。此類光化學(xué)反應(yīng)所需的催化劑制備成本較高且催化劑重復(fù)利用率低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在提供一種反應(yīng)條件溫和，無(wú)催化劑，操作簡(jiǎn)單，成本低廉，且 選擇性和產(chǎn)率較高的苯乙酮的制備方法。針對(duì)己有技術(shù)存在的不足，如毒副作用大，催化劑制備過(guò)程復(fù)雜，重復(fù)利用 率低，反應(yīng)成本高等。本發(fā)明的目的在于利用光化學(xué)反應(yīng)，以a-甲基苯乙烯為原料， 以中壓汞燈為光源，不使用催化劑，室溫直接光氧化合成苯乙酮。 本發(fā)明的發(fā)明目的還可以通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)-將體積比為l: (0.4 100)的a-甲基苯乙烯和乙腈置于光反應(yīng)器裝置中，打 開(kāi)磁力攪拌器攪拌，反應(yīng)器外套接通冷凝水，調(diào)節(jié)好流量，以保持反應(yīng)溫度的恒定 在室溫，在溶液中通流量為2 15ml/min的氧氣。打開(kāi)125w中壓汞燈進(jìn)行反應(yīng)，反 應(yīng)0.5 12小時(shí)，關(guān)閉光源停止反應(yīng)。本發(fā)明所用的光反應(yīng)器為普通的光反應(yīng)器。 乙腈為溶劑用甲苯作內(nèi)標(biāo)，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行GC分析測(cè)定。操作步驟是取此溶液進(jìn)行GC分析， 程序升溫控制柱溫，條件如下在10(TC溫度下保持2min， 2min后以2(TC/min升溫 至30(TC，保持一分鐘，氣化室溫度為300。C，檢測(cè)器溫度為30(TC。產(chǎn)物含量用峰 面積歸一化法計(jì)算得出。先測(cè)定反應(yīng)物和產(chǎn)物的校正因子，以乙醇為溶劑，配制a -甲基苯乙烯和苯乙酮的標(biāo)準(zhǔn)溶液5個(gè)，迸行測(cè)定，得到ci-甲基苯乙烯和苯乙酮校 正因子的比值為0.85。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1. 本發(fā)明采用光化學(xué)反應(yīng)，無(wú)需催化劑室溫直接合成苯乙酮，降低了合成成本。
2. ct-甲基苯乙烯光化學(xué)反應(yīng)制備苯乙酮，合成方法簡(jiǎn)單，合成時(shí)間短，易操作， 該合成常溫反應(yīng)、方法簡(jiǎn)單，無(wú)催化劑，選擇性及產(chǎn)率較高，且對(duì)環(huán)境友好。
3本發(fā)明所用的原料選取石油化工的副產(chǎn)品a-甲基苯乙烯，不僅容易得到，而且 毒性較小，對(duì)環(huán)境友好。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l將0.2mla-甲基苯乙烯和20ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水， 通流量為2ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)時(shí)間0.5小時(shí)，加入甲苯做內(nèi)標(biāo)， 作GC分析，苯乙酮的產(chǎn)率為2.79%，選擇性為79.68%。 實(shí)施例2將1.5mla-甲基苯乙烯和40ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水， 通流量為8ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈,反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi)標(biāo)， 作GC分析，苯乙酮的產(chǎn)率為6.44%，選擇性為67.89%。實(shí)施例3將1.5mla-甲基苯乙烯和40ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水， 通流量為8ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi) 標(biāo)，作GC分析，苯乙酮的產(chǎn)率為41.63%，選擇性為74.49%。 實(shí)施例4將L5mk-甲基苯乙烯和40ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水， 通流量為8ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi)
標(biāo)，作GC分析，苯乙酮的產(chǎn)率為66.74%，選擇性為76.42%。 實(shí)施例5將1.5mk-甲基苯乙烯和40ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水， 通流量為8ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi) 標(biāo)，作GC分析，苯乙酮的產(chǎn)率為67.70%，選擇性為79.49%。實(shí)施例6將1.5mkx-甲基苯乙烯和40ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水，通 流量為8ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)時(shí)間12小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi)標(biāo)， 作GC分析，苯乙酮的產(chǎn)率為75.94%，選擇性為91.79%。 實(shí)施例7將3mloc-甲基苯乙烯和60ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水，通 流量為8ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi)標(biāo)， 作GC分析，苯乙酮的產(chǎn)率為73.61%，選擇性為90.42%。實(shí)施例8將2.5mla-甲基苯乙烯和40ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水， 通流量為8ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi) 標(biāo)，作GC分析，苯乙酮的產(chǎn)率為63.89%,選擇性為79.74%。實(shí)施例9將1.5mla-甲基苯乙烯和20ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水， 通流量為8ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi) 標(biāo)，作GC分析，苯乙酮的產(chǎn)率為58.71%，選擇性為76.46%。實(shí)施例10將3.5mk-甲基苯乙烯和40ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水， 通流量為8ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈,反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi)標(biāo), 作GC分析,苯乙酮的產(chǎn)率為40.60%,選擇性為73.24%。實(shí)施例11將8mk-甲基苯乙烯和80ml的乙腈加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水，通 流量為15ml/min氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi) 標(biāo)，作GC分析，苯乙酮的產(chǎn)率為34.58%,選擇性為82.16%。實(shí)施例12將40mkx-甲基苯乙烯加入光反應(yīng)器裝置中，攪拌，通冷凝水，通流量為15ml/min 氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，加入的甲苯做內(nèi)標(biāo)，作GC分析， 苯乙酮的產(chǎn)率為14.58%，選擇性為55.16%
權(quán)利要求
1.一種苯乙酮的制備方法，其特征在于將α-甲基苯乙烯置于光反應(yīng)器中，攪拌，在反應(yīng)器外套接通冷凝水調(diào)節(jié)流量，保持反應(yīng)溫度為室溫，在反應(yīng)器中以2～15ml/min的流量通入氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)0.5～12小時(shí)，得苯乙酮。
2. —種苯乙酮的制備方法，其特征在于將體積比為l: (0.4 100)的a-甲基苯乙烯和乙腈置于光反應(yīng)器中，攪拌，在反應(yīng)器外套接通冷凝水調(diào)節(jié)流量， 保持反應(yīng)溫度為室溫，在反應(yīng)器中以2 15ml/min的流量通入氧氣，打開(kāi)125w中 壓汞燈，反應(yīng)0.5 12小時(shí)，得苯乙酮。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種苯乙酮的制備方法，尤其涉及一種α-甲基苯乙烯在無(wú)催化劑的條件下直接光氧化制備苯乙酮的方法，屬于有機(jī)合成應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。將體積比為1∶(0.4～100)的α-甲基苯乙烯和乙腈置于光反應(yīng)器中，攪拌，在反應(yīng)器外套接通冷凝水調(diào)節(jié)流量，保持反應(yīng)溫度為室溫，在反應(yīng)器中以2～15ml/min的流量通入氧氣，打開(kāi)125w中壓汞燈，反應(yīng)0.5～12小時(shí)，得苯乙酮。該方法無(wú)需催化劑室溫直接合成苯乙酮，降低了合成成本，而且毒性較小，對(duì)環(huán)境友好。
文檔編號(hào)C07C45/00GK101125806SQ20071004654
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者單永奎, 孔愛(ài)國(guó), 帆 楊, 董健媛, 燕 薛 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué)