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論乙醯丙酮的合成應用及展望的意義

2023年09月26日 - txt下載
[ 論文 關鍵詞]: 乙醯丙酮;合成;應用
  [論文摘要]:乙醯丙酮又名2,4一戊二酮,是重要的醫藥中間體,有著極為廣泛的應用。介紹乙醯丙酮的物性、用途和幾種製備工藝,概述了國內外乙醯丙酮的生產現狀和市場需要並對今後 發展 提出了建議。
  
  乙醯丙酮又名2.4-戊二酮,二乙醯基甲烷,是一種重要的有機合成原料。常溫下乙醯丙酮為無色或微黃色易流動的透明液體,熔點-23℃,沸點140.6℃。純品有酯的氣味, 工業 品因含有少量雜質略有臭味,呈微黃色。乙醯丙酮微溶於水,能與乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、冰醋酸等有機溶劑混溶。乙醯丙酮可與許多金屬形成鹽,與氫氧化鉀作用形成丙酮和酮式兩種互變異構體的混合物,處於動態平衡中,其中烯酮式異構體由於形成分子內氫鍵,所占比例較大,為82%-83%。乙醯丙酮在水中不穩定,易分解出醋酸和丙酮。光照射會自聚成樹脂,變成褐色液體。
  
  1.乙醯丙酮的應用
   乙醯丙酮用途極廣,主要用於生產藥品、飼料添加劑和催化劑,此外還用作合成中間體的溶劑以及用於粘合劑,燃料添加劑和金屬螯合劑。在醫藥工業中,乙醯丙酮用於生產磺胺二甲基嘧啶等。在獸藥和飼料添加劑方面主要用於合成抗雞球蟲病藥物尼卡巴嗪的原料之一。乙醯丙酮在歐美主要用於生產獸藥及飼料添加劑,在日本主要用於生產催化劑。我國主要用於生產磺胺藥,部分用於獸藥,少部分用於生產催化劑。
  
  2.乙醯丙酮的合成
   乙醯丙酮的合成工藝主要有丙酮一乙酸乙酯法、丙酮一醋酐法、乙醯乙酸乙酯-醋酐法、丙炔-醋酸法、乙烯酮-丙酮法等。
   2.1 丙酮一乙酸乙酯法
   在反應釜內加入金屬鈉、乙醚和冷的無水乙酸乙酯,攪拌下滴加丙酮,保反應溫度為45-55℃,最佳pH值6~6.5。反應物經分離,精餾得乙醯丙酮。反應過程中放出大量熱,當溫度超過70℃時有副反應發生。這種方法的缺點是產生大量廢水,20kg金屬鈉可製取50.3kg乙醯丙酮,副產物為34kg的氯化鈉,41.3kg醋酸鈉和153kg水。
   2.2 丙酮一醋酐法
   採用BF3作為催化劑,使用丙酮與醋酐縮合,精製得產品。該工藝簡單技術成熟,產率高,可達80~85%。這種方法的缺點是BF3是危險品且用量大,安全性較差,廢液處理難度大,成本高, 經濟 效益不大。
   2.3 乙醯乙酸乙酯-醋酐法
   在裝有分餾塔的反應器中投入慚醯乙酸乙酯,醋酐和催化劑氧化鎂,混合後加熱到130℃,反應10-13小時後,溫度升至135-140℃繼續反應5小時,精餾得到乙醯丙酮,收率約83.4%。這種方法操作簡單,產率穩定,污染小,經濟效益好。
   2.4 丙炔-醋酸法
   丙炔與醋酸反應生成醋酸異丙烯酯,最佳條件是溫度240~250℃,丙炔過量5~6mol,壓力0.2~0.5Pa,催化劑為醋酸鋅,醋酸轉化率為80%時,醋酸異丙烯醋產率高達92%,在管式反應器中醋酸異丙烯酯重排,反應溫度450~480℃,產物經冷凝器冷卻後輸入澄清器,澄清液輸入精餾塔分離出乙醯丙酮。這種工藝以煉廠氣或裂解氣為原料,經濟效益較好。
   2.5乙烯銅一丙酮法
   根據生成乙烯柄原料的不同,分為丙酮路線和醋酸路線。該方法的第一步是丙酮或醋酸熱裂解生成乙烯酮;第二步用丙烯酯異構化生成乙醯烯酯;第三步在催化劉作用下,醋酸異丙烯酯異構化生成乙醯丙酮。丙酮或醋酸裂化是一個可逆熱分解反應,裂解的過種中產生一氧化碳、甲烷、氫等副產物。乙烯酮在酸催化劑作用下被丙酮吸收生成醋酸異丙烯酯。由於該反應吸熱,一般在低溫下進行。生成的醋酸異丙烯酯在催化劑的作用下,高溫異構化重排生成乙醯丙酮。催化劑的加入使副反應、副產物質種類減少,轉化率、產率提高,產量增加。雖然乙烯酮一丙酮法是目前主要的工業合成方法,但該方法存在著能耗高,收率較低等明顯缺陷。
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