丁酮肟的用途
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丁酮肟的用途
丁酮肟,又名甲乙酮肟(2-Butanone OximeCAS:96-29-7),以下简称丁酮肟),分子式C4H9NO,分子量87.12,为无色或淡黄色油状透明液体,熔点-29.5℃,沸点152.2-153.3℃,折光率1.4410(20℃),闪点:69℃(开式)。
与金属离子有较强的络合作用,在空气中易挥发,与盐酸、硫酸能反应,并放出甲乙酮. 其主要用途如下:
1)锅炉除氧剂
丁酮肟是近年开发出的一类化学除氧剂,具有低毒、高效、速度快等优点,且具有钝化保护作用。
世界上规模较大的水处理公司美国Nolco公司、DOW公司等均有出售肟类锅炉除氧剂产品,该类产品在欧、美、日等发达国家和地区得到了广泛的应用。
2)防结皮剂
作为防结皮剂,丁酮肟主要用于聚氨酯漆、各种醇酸树脂漆贮存过程中的结皮处理,其添加量占漆量的0.1-0.3%。
德国毕克化学的BYKOXim、美国霍尼韦尔公司的防结皮剂meko、美国大洋公司的SN-EX-3052等的重要成分就是丁酮肟。
3)建筑材料中间体
随着中国住房面积的不断扩大,硅橡胶类密封剂在中空玻璃、幕
墙等装修材料方面的用量急剧上升,而汽车、建筑、医药等用途的硅橡胶类密封剂用量也不断增加,直接刺激国内对硫化硅橡胶的需求量逐年递增。
作为中性交联剂的甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷等用量也随之激增,而丁酮肟正是上述产品的重要原料。
2合成综述
2.1羟胺盐合成综述
羟胺盐的合成方法主要有以下几种:
1)酮肟水解法
Semon等以丙酮肟为原料,在盐酸中水解即可得到盐酸羟胺,收率77%。
相关反应式如下:
Ganguly等以丁酮肟为原料,在高氯酸水溶液中进行水解,得到了羟胺的高氯酸盐,相关反应式如下:
L1等以丁酮肟为原料,在高碘酸水溶液中进行水解,室温下即可得到羟胺的高碘酸溶液,相关反应式如下:
Ali等以环己酮肟为原料,在重铬酸水溶液中进行水解,在室温下羟5分钟的反应即可得到97%的羟胺重铬酸盐收率,相关反应式如下:
Heravi等以环己酮肟为原料,用乙酸溶液进行水解,此反应需加入杂多酸作催化剂,且反应温度较高(118℃),相关反应式如下:
2)以含硝基的有机物或无机盐为原料制备羟胺盐
Semon等以亚硝酸钠为原料,与二氧化硫及亚硫酸氢钠在盐酸中反应,在低于室温下即可生成盐酸羟胺,相关反应式如下:
Taylo:等以硝酸异丙醋为原料,羟氢化钠还原后,加入盐酸可生成盐酸羟胺,相关反应式如下:
yasov等以二硝基脉为原料,与碱及异丙醇反应可得羟胺,再与酸反应可得羟胺盐,相关反应式如下:
比较以上两类羟胺盐合成途径,以酮肟为原料合成羟胺盐的工艺较为简单,且原料廉价、后处理方便,适合工业化生产。
2.2酮肟的合成综述
酮肟的制备方法有多种,按原料分可大致分为酮原料途径及非酮原料途径。
1)酮原料途径
由酮制备酮厉又可以分为两类反应:酮与羟胺反应和酮的氨氧化反应。
其中酮与羟胺反应是较为羟典的方法,反应速度较快且条件温和,有广泛的文献报道,是目前工业上生产酮肟的主要方法。
酮的氨氧化反应是近年来逐渐兴起并成为热门的肟化反应,Schoedel等以二氧化锆负载的铁金属作为催化剂催化丁酮氨氧化制备丁酮肟,收率可达86%,反应过程如下所示:
Reddy等以TS-2分子筛为催化剂,催化丁酮氨氧化制备丁酮肟,收率达83%,反应过程如下:
而Liu等以TS-1分子筛为催化剂催化环己酮氨氧化制备环己酮肟,收率可达99%,反应过程如下:
2)非酮原料途径
酮肟可由相应硝基化合物还原而得,Hwu等人以2-硝基丁烷为原料,用丁基锆和六甲基硅乙烷在四氢吠喃中进行还原,收率为60%,相关反应式如下:
另有Olah等以2-硝基丁烷为原料,用三甲基碘硅烷进行还原,相关反应式如下:
Zhu等人以2-羟基-丁基-2-磺酸为原料,与盐酸羟胺进行反应得到了丁酮肟,但收率较低,只有50%,相关反应式如下:
Fuj isawa等[E391以硝基丙烷为原料,与格氏试剂在碘化亚铜的催化下在四氢呋喃中进行反应,得到了丁酮肟,相关反应式如下:
Ishii等以亚硝基环己烷为原料,在三乙胺的存在下、乙酸乙醋中进行重排反应得到了环己酮肟,相关反应式如下:
Suzuki等以环己胺为原料,在氧化钨、三氧化二铝等物质的催化下,用氧气进行氧化得到了环己酮肟,相关反应式如下:
另有得到了环己酮肟,以环己胺为原料,在二氧化铁的催化下用双氧
水进行氧化相关反应式如下:
在酮肟的合成方法中,以酮的氨氧化及胺的催化氧化合成肟的途径最为清洁环保,且原子羟济性较高。
两种途径相比,氨氧化法所用原料酮较相应的胺更为廉价易得,因此酮的高效、低成本的氨氧化反应成为了近年来研究的热点。