异佛尔酮合成方法的研究进展

异佛尔酮合成方法的研究进展*

第38卷第3期2009年6月当代化工Contemporary Chemical Industry Vo1.38，No.3June ，2009

*收稿日期：2008-11-25作者简介：苑丽质（1980—），河北唐山人，硕士研究生，从事工业催化基础研究与教学。通讯联系人：金昌磊，E-mail ：blue-sky-222@

。

苑丽质，李艾，吕燕，金昌磊

摘要：综述了近年来异佛尔酮合成方法的研究进展，并对异佛尔酮的工业化生产前景做了展望。关

键

词：异佛尔酮；合成；方法

中图分类号：TQ 244

文献标识码：A

文章编号：1671-0460（2009）03-0289-03

（唐山学院环境与化学工程系，河北唐山063000）

异佛尔酮是一种具有较高沸点、低吸湿性、难挥发的重要酮类溶剂，其化学名为3，5，5-三

甲基-2-环己烯-1-酮，分子式为C 9H 14O ，相对分子质量为138.21，外观为无色或淡黄色透明液体，易燃，具有类似樟脑的气味。

异佛尔酮是丙酮深加工的重要产品之一，其溶解能力强，分散性好，是一种性能优良的高沸点溶剂，在塑料、医药和香料等行业中广泛应用，同时也是一种重要的有机化工原料[1-2]。开发这一精细化工产品，将有广阔的市场前景。本文主要介绍介绍异佛尔酮的合成方法，包括异丙叉丙酮法和丙酮缩合法等。

1异丙叉丙酮法

用异丙叉丙酮和乙酰乙酸乙酯在催化剂的

作用下，经环化、水解制得异佛尔酮。

赵增国等[3]研究了此反应的机理，认为异丙叉

丙酮和乙酰乙酸乙酯首先反应生成一个负碳离子中间体，然后再进行负碳离子转位，最后通过环化作用而合成异佛尔酮。其反应机理分析如下：

（1）负碳离子中间体的形成

（2）负碳离子转位

（3）环化作用

舒学军等[4]利用相转移催化剂合成烟酮及中

间体异佛尔酮中提到用此方法制备了异佛尔酮，首先用异丙叉丙酮和乙酰乙酸乙酯在相转移催化剂Et 3N +CH 2PhCl -和碱性条件下反应生成中间体，然后中间体在NaOH 溶液中关环缩合，水解脱羧得异佛尔酮，收率78％。反应过程如下：

此工艺路线的优点是在常压和较低温度下

进行，条件温和、

操作简单、设备投资少。但是原料价格较高，产品成本高，难于工业化推广应用，故该法适用于实验室内制备少量的异佛尔酮。

2丙酮缩合法

丙酮在碱性催化剂和水的存在下经醇醛缩合，然后经脱水、环化制得异佛尔酮。

由丙酮合成异佛尔酮的方法按接触状态可分为两种：一种是在碱性溶液中加压液相缩合法；另一种是固体催化剂的多相催化缩合法。

2.1液相缩合法

该法工艺成熟，是目前国外主要采用的工业化方法，从操作上分为间歇和连续两种方法。由于连续法操作方便，有利于降低成本、提高产量，且易实现自动化控制，改善劳动条件，所以国外多采用连续法[5]。其反应机理可理解为：

其工艺流程简图如图1。

图1工艺流程简图

Fig.1Process flow diagram

将丙酮、水和氢氧化钾溶液加到反应釜中，反应温度控制在150~300℃，压力为3.0~3.5 MPa，时间为1.5~2h。反应结束后，将物料加入1号蒸馏塔常压蒸馏，蒸出未反应的丙酮、水，冷凝后返回反应釜继续参加反应。然后将物料放入分离器中分相，分出下层碱液待处理，将上层有机相加入2号蒸馏塔，蒸出二丙酮醇、异丙叉丙酮作为产品销售，也可返回反应釜继续参加反应[6]。目前国外普遍将反应釜与1号蒸馏塔合二为一，成为反应精馏塔，反应精馏塔上部未反应的经冷经冷凝后返回塔下部继续反应。该法得到的异佛尔酮总收率约为60%~70％，二丙酮醇产率约为16％，异丙叉丙酮产率约为7％，高沸物质质量分数约为3%~7％，丙酮转化率约为30%~40％。该法具有催化剂简单、操作方便等优点，适用于工业化生产。缺点是反应釜为高压设备，且内部结构较复杂，丙酮转化率不高，生产成本较高，废液中含有大量氢氧化钾，处理较困难，蒸馏塔操作过程不易控制等。

2.2气-固相催化缩合法

由于液相缩合法存在上述缺点难以克服，近年来国内外科研机构正加紧气-固相催化缩合法的研究。丙酮蒸汽在较高温度下连续通过固体碱催化剂依次完成醇醛缩合（adol condensation）、脱水、共轭加成（麦克尔加成、Michael reation）、分子内缩合、再脱水等反应，最终得到异佛尔酮[7]。反应历程如下：

3展望

异佛尔酮用途广泛，市场前景广阔，制备方法较多，但工业化或具有工业化前景的合成方法以丙酮缩合法为主。目前工业化生产存在反应压

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期

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苑丽质，等：异佛尔酮合成方法的研究进展

2009年6月力高、产物收率低等缺点，因此开发制备异佛尔

酮的新型、高效固体催化剂迫在眉睫。

参考文献

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化学世界，1996，(9)：473－476．

Advances in Synthesis Methods of Isophorone

YUAN Li-zhi ，LI Ai ，LV Yan ，JIN Chang-lei

（Department of Environmental &Chemical Engineering ，Tangshan College ，Hebei Tangshan 063000，China ）Abstract ：The latest advances in synthesis methods of isophorone were reviewed ．The trends of the industrializa-tion of isophorone were outlined ．Key words ：Isophorone ；Synthesis ；Method

Treatment of Hospital Sewage With Biological Aerated Filter and

Chlorine Dioxide Technology

ZHOU Xing

（Shengyang city environmental monitoring central station ，Liaoning Shengyang 110016，China ）

Abstract ：Hospital wastewater is a synthesis of medical wastewater and domestic wastewater ．The biological aera-tion filter cell combining with chlorine dioxide was used to treat hospital wastewater ．Intermediate water was reused for lavatory of new ward building and landscaping of hospital-yard ．It aims to increase the rate of water reusing ，and it has reduced the release of sewage and improved markedly the benefits environment and economy ．The treat-ment process has many merits such as good effect ，

short technological process ，simple operation and so on ．Key words ：Hospital sewage ；Biological aeration filter cell ；Disinfection

的1/3～1/5。提高了水的重复使用率，并将生产的中水回用至新病房大楼作为冲厕用水及院区景观绿化用水，在减少污水排放量的同时，取得了显著的环境效益和经济效益，具有一定的推广价值。

参考文献

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[2]张希衡．废水厌氧生物处理工程[M]．北京：中国环境科学

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