精细化工4-(4-丙基环己基)苯乙酮(3HPT)的合

4-(4-丙基环己基）苯乙酮（3HPT）的合成主讲人：苏玲敏时良制作人：唐龙徐诚评委：李玉峰王益志组长：王亚茹周艳玲4-(4-丙基环己基）苯乙酮（3HPT）的制备路线：EtCOOHEtCOCl++12EtCO3CH3CH2CH24CH3CH2CH2CCH3O4-(4-丙基环己基）苯乙酮（3HPT）的合成第一步：制备乙酰氯（徐诚唐龙）第二步：制备1-苯基-4丙酰基环己烷（3COHP）（苏玲敏时良）第三步:制备1-苯基-4丙基环己烷（3-HP）（周艳玲王益志）第四步：制备4-(4-丙基环己基）苯乙酮（3HPT）（王亚茹李玉峰）第一步：制备丙酰氯•1.反应原理与类型：3EtCOOH+PCl33EtCOCl+H3PO3该反应为羰基碳原子上的亲核取代反应。反应机理：EtCOOH+H+EtCOOHd+EtCOOH2+d-Cl--H2OEtCO+EtCOClPCl3+3Cl-+3OH-H3PO3工艺条件与注意事项反应温度压力投料比与投料方式注意事项45℃;太低时反应速率过慢；1.5：1；将无水处理后的原料在15℃以下直接加入反应釜中。a.该反应在严格无水的条件下进行；b.反应温度应严格控制，不宜过高原料与溶剂：丙酸、三氯化磷；可不用溶剂。该反应为液相反应，对压力不敏感，可在常压下进行。工艺流程图工艺操作：将羧酸与三氯化磷按投料比在15℃以下加入反应釜中，加热至45℃保温1h。反应完毕后，将产物冷却至5℃，通往下一步反应。副产物为亚磷酸，可不分离，直接与产品一起投料至下一步反应。搅拌保温丙酸三氯化磷冷却返回第二步：制备1-苯基-4丙酰基环己烷（3COHP）反应原理与类型：反应为烯烃上的亲电加成反应与苯环上的亲电取代反应。EtCOCl++AlCl3CH3CH2CO反应机理：EtCOEtCO+++热力学稳定态EtCO+EtCO+H+AlCl4H++HCl+AlCl3重排EtCOClAlCl3AlCl4EtCO+AlCl3EtCOCl++EtCO+δ-δ+EtCO+2.原料与溶剂：环己烯，纯苯，无水三氯化铝，丙酰氯。反应溶剂为过量的反应物苯3.工艺条件与注意事项：30-40℃，常压下进行，以三氯化铝为催化剂投料比：环己烯：丙酰氯：纯苯：三氯化铝为1:1:12:1.4投料方式：先将催化剂溶解在苯中，再将事先混合好的环己烯与酰氯，在保证体系温度不超过40℃的情况下，尽快加入到反应溶剂中注意事项：温度控制；催化剂三氯化铝的量应严格控制。4.可能副产物及分离•苯丙酮，可用减压蒸馏的方式与产物分离；反应后的溶剂，以精馏的方式的回收EtCOCl+EtCO+HCl反应釜冷却保温水解分液水洗蒸馏减压蒸馏3COHP苯环己烯丙酰氯水相90℃馏分三氯化铝5.工艺流程框图：工艺操作：在搪瓷反应釜中按投料比加入苯，然后边搅拌便加入三氯化铝粉末，打开冷盐水开关降温至0℃，将预先混合好的丙酰氯与环己烯的混合液在控制反应釜内温度不超过40℃的情况下尽快加入，保温2h，然后将物料放入盛有水的反应釜中，控制温度在小于50℃时水解，水解完毕后分液，弃去水层，将有机相经水洗后打入蒸馏釜中，回收90℃的馏分，再在4KPa下减压蒸馏，收集120℃的馏分，剩余物即为3COHP。优化思路：抑制生成苯丙酮的副反应，提高收率。返回第三步:制备1-苯基-4丙基环己烷（3-HP）1.反应原理与类型：该反应为还原反应CCH2CH3ONH2NH2·H2O，KOHO(CH2CH2OH)2,200℃CH2CH2CH3反应机理：-H2OCNNH2OH-,-H2OHCNNHHCNN+OH--200℃H2C+N2COC+O-NH2NH2·H2OCO-NH2NH2+H+2.原料与溶剂：3COHP（第二步产物）、85%的水合肼、KOH、二甘醇、石油醚。3.工艺条件：120℃-200℃，常压，碱性条件。投料比：3COHP，水合肼，KOH的摩尔比为1：2：3；二甘醇溶剂用量：每摩尔KOH需300ml二甘醇。投料方式：二甘醇、3COHP、KOH、与水合肼依次加入。4.可能副产物及分离：水合肼可以蒸馏的方式回收二甘醇与生成物不相容，可直接分液分离。注意事项：a.水合肼有剧毒，慎用，能侵蚀玻璃，橡胶、皮革、软木等材料，故反应选择不锈钢反应釜。b.二甘醇，石油醚，对人体和环境有害，使用时应避免吸入，使用后回收。c.反应条件为强碱性。反应釜蒸馏还原分液分液二甘醇3COHPKOH85%水合肼160℃馏分水相弃去油相回收釜残液下层回收溶解石油醚水洗水相弃去TM5.工艺流程框图：工艺操作：将计量好的二甘醇、3COHP、KOH水合肼依次加入带加热套的不锈钢反应釜中，搅拌20min，加热升温至120℃，保温2h改为蒸馏，缓缓升温至200℃，收集160℃以上的馏分，静置，油水分离后，油相投入下次反应，水相弃去，反应结束后，冷却至130℃静置30min分离方放出下层的二甘醇，上层打入事先装有与粗产品质量比为1：1的石油醚的相同反应釜中溶解，用40—50℃的水洗至中性，蒸馏回收石油醚(120℃馏分)减压蒸馏，收集3-HP。（文献报道收率可达到85%）6.优化思路：a.可用NaOH代替较为昂贵的KOH；b.石油醚及二甘醇溶剂应尽可能多次的回收再用；c.采用二甲亚砜作溶剂，叔丁醇钾作碱，使还原可在室温下进行；d.将微波技术应用于该还原反应可以缩短反应时间，提高反应收率。返回第四步：4-(4-丙基环己基）苯乙酮（3HPT）的制备1.反应类型该反应为付克C-酰基化反应(芳环上的亲电取代反应)CH2CH2CH3+CCH3OClH3CCCH2CH2CH3OAlCl3H2OCH3COCH2CH2CH3HClAlOH3++反应原理:+CH3CO+AlCl3CH3COAlCl3+CH3COCl+AlCl3CH3COClAlCl3OCH3C++AlCl4-CH2CH2CH3CH3COAlCl32．原料与合适的溶剂原料：乙酰氯，4-丙基苯基环己烷（3-HP，第三步产物），三氯化铝。溶剂：石油醚3．工艺条件温度压力：30-40℃；常压。反应时间：2h左右投料之比：4-丙基苯基环己烷：乙酰氯：氯化铝=1：1.02：1.5（参照课本297页实例）加料方式：先往反应釜中打入石油醚，再加入三氯化铝，搅拌，形成悬浮液，保持10度以下的温度，再加入事先混合好的石油醚与乙酰氯混合物，控制温度为不超过15℃，再加入第三步产品，控制温度不超过20℃（产率大于95%：依据苯与乙酰氯反应产率95%）注意事项：严格控制温度4．可能的副产物：反应中产生少量邻位酰化副产物，但主要生成对位产物。原因：（1）环己基是邻对位定位基，但其空间位阻较大；（2）酰基位阻大，主要或完全进攻对位;（3）酰基使苯环钝化，不易生成多酰化副产物。因此只要控制好投料比即可高效的生成目标产物。5．工艺流程框图:搅拌减压蒸馏保温结晶蒸馏水洗分液水解酰化反应三氯化铝石油醚乙酰氯与石油醚第三步产物水氯化氢水相弃去回收溶剂酒精TM母液回收工艺操作：按照投料比，先向搪瓷反应釜中打入一定量的石油醚，开动搅拌，加入三氯化铝粉末，开动冰盐水降温至10℃，再缓慢均匀的加入乙酰氯与石油醚的混合物，控制加入速度，保证体系温度不超过15℃，然后缓慢加入第三步产物，控制温度不超过20℃，保温1h，然后将物料加入另一个预先装有蒸馏水的相同反应釜中，控制温度不超过50℃，至无明显气体产生，静置分层，弃去水相，将有机相用水洗至中性，蒸馏回收石油醚，后期改为降压蒸馏，以脱去所有溶剂，最后加入与产物质量比为1.5:1的酒精，结晶，过滤，酒精母液回收，晶体即为产品。总流程框图反应釜卤化水解分离反应釜冷却反应釜3COHP保温黄鸣龙反应溶解酰化分离水洗水解保温分液蒸馏结晶丙酸三氯化磷混合环己烯三氯化铝苯氯化氢吸收回收苯氢氧化钾二甘醇水合肼水合肼二甘醇石油醚油相乙酰氯水相弃去TM母液回收含铝废水回收石油醚含铝废水所需原料原料环己烯三氯化磷水合肼三氯化铝苯二甘醇丙酸石油醚氢氧化钾乙酰氯酒精原料用量/吨单价/（元/吨）吨）总价丙酸0.7110007700三氯化磷1.550007500环己烯0.6160009600苯7.0800056000三氯化铝2.5750018750水合肼0.62150012900二甘醇7.01150080500氢氧化钾1.2980011700石油醚5.0680034000乙酰氯0.578003900酒精1.530004500成本估算：原料成本合计：约250000元/吨产品。77007500960056000187501290080500117603400039004500谢谢！！！