本發(fā)明屬于化學合成領(lǐng)域，尤其是涉及一種4-羥基-2-丁酮的合成方法。

背景技術(shù)：

4-羥基-2-丁酮，用于誘殺樹皮甲蟲粉的組分，與齊格勒-納塔催化劑(Ziegler-Natta catalyst)構(gòu)成復(fù)合物用于丁二烯立體專一性聚合的催化劑及有機合成中間體，是合成香料覆盆子酮、茴香基丙酮的中間體，分子式C₄H₈O₂，分子量88.1051。

傳統(tǒng)的4-羥基-2-丁酮的合成方法為：甲醛和丙酮在5％左右的稀堿溶液中直接合成，甲醛與丙酮的比例為1:30,丙酮反應(yīng)大大過量，生成物中有大量甲醛自身聚合的聚合物，且堿水中含有甲醛不好降解，蒸餾純度只有75％左右。再蒸餾容易產(chǎn)生副產(chǎn)物丁烯酮。此外，雜質(zhì)量大，且生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量堿水，污染量大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種4-羥基-2-丁酮的合成方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種4-羥基-2-丁酮的合成方法，包括以下步驟：

(1)向反應(yīng)容器中加入一定量的1.3丁二醇、催化劑、水和帶水劑，攪拌均勻，形成混合溶液，升溫至60-75℃；

(2)繼續(xù)攪拌，向混合溶液中滴加質(zhì)量濃度為25-35％的雙氧水，邊滴加邊蒸餾脫水；

(3)當檢測到反應(yīng)容器中1.3丁二醇的含量低于初始含量的5％時，停止滴加雙氧水，繼續(xù)攪拌0.5-1.5h；

(4)控制反應(yīng)容器中溫度，將帶水劑蒸出；

(5)降低反應(yīng)容器中的溫度至60-65℃，蒸餾得目標產(chǎn)物4-羥基-2-丁酮。

反應(yīng)容器包括但不限于四口容器，只要是能實現(xiàn)合成反應(yīng)的任何反應(yīng)裝置都可以。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中，1.3丁二醇、催化劑和帶水劑的質(zhì)量比為1：(0.0025-0.125):(0.45-0.65)；所述水的質(zhì)量為帶水劑的一半。

優(yōu)選的，所述催化劑為鎢酸鹽；優(yōu)選的，所述催化劑為鎢酸鈉。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中，升溫至65-70℃。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中，雙氧水的質(zhì)量濃度為30％，所述雙氧水的滴加速度為18-30mL/h。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中，雙氧水的滴加速度為25mL/h；蒸餾脫水的速度為雙氧水的滴加速度8/9-11/12.

優(yōu)選的，所述帶水劑為環(huán)烷烴或烷烴；優(yōu)選的，所述帶水劑為正己烷或環(huán)己烷。

優(yōu)選的，所述步驟(3)，繼續(xù)攪拌時間為1h。

優(yōu)選的，所述1.3丁二醇和雙氧水的質(zhì)量比為1：(0.55-0.7)；優(yōu)選的，所述1.3丁二醇和雙氧水的質(zhì)量比為1：(0.6-0.65)。

步驟(3)中，用色譜檢測1.3丁二醇的含量低于初始含量的5％時，停止滴加雙氧水。

4-羥基-2-丁酮色譜檢測方法及條件：柱子類型：HP-INNOWax；檢測條件：柱溫60℃，保持3min，升溫速率20℃/min，升溫至220°，保持20min，檢測器溫度：180℃，汽化器溫度：220℃。

本發(fā)明所述一種4-羥基-2-丁酮的合成方法中所涉及的化學反應(yīng)方程式為(以催化劑選取鎢酸鈉時為例)：

雙氧水是一種理想的清潔氧化劑，在與1.3丁二醇的反應(yīng)中，水是唯一的副產(chǎn)物，反應(yīng)后目標產(chǎn)物純化和且基本無污染，同時雙氧水的價格相對低廉，成本低，具有突出的環(huán)境友好性和優(yōu)異的氧化性能，很符合可持續(xù)發(fā)展原則和綠色化學的要求。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種4-羥基-2-丁酮的合成方法具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明所述的一種4-羥基-2-丁酮的合成方法，以1.3丁二醇為原料，以鎢酸鹽為催化劑在常壓下滴加雙氧水，同時采用環(huán)烷烴或正烷烴為帶水劑，合成4-羥基-2-丁酮，此外，副產(chǎn)物只有水，產(chǎn)品純度高，且反應(yīng)后處理容易，幾乎無污染，且生產(chǎn)成本較低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1所合成的4-羥基-2-丁酮的質(zhì)譜檢測圖；

圖2為本發(fā)明實施例1所合成的4-羥基-2-丁酮的紅外檢測譜圖。

具體實施方式

除有定義外，以下實施例中所用的技術(shù)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員普遍理解的相同含義。以下實施例中所用的試驗試劑，如無特殊說明，均為常規(guī)生化試劑；所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。

下面結(jié)合實施例及附圖來詳細說明本發(fā)明。

實例1

向四口瓶中加入1.3丁二醇200g,鎢酸鈉2.5g，水50g，正己烷100g,然后升溫至65℃，開始滴加30％雙氧水，邊滴加邊脫水，控制滴加速度和蒸餾脫水速度基本維持一致(雙氧水滴加速度為25mL/h,蒸餾脫水速度為22.5mL/h)。滴加雙氧水量約400g后色譜檢測反應(yīng)物含量≤5％后，停止滴加雙氧水繼續(xù)攪拌1小時，控制反應(yīng)容器中溫度將正己烷蒸出，然后降低反應(yīng)容器中的溫度至60℃，將生成物目標產(chǎn)物蒸出送檢，經(jīng)質(zhì)譜和紅外檢測確定目標產(chǎn)物為4-羥基-2-丁酮，檢測圖譜分別見圖1和圖2。最終蒸出水量440g，得4-羥基-2-丁酮140g，收率為70％。

實例2

向四口瓶中加入1.3丁二醇200g,鎢酸鉀2.5g，水50g，環(huán)己烷100g,然后升溫至70℃，開始滴加30％雙氧水，邊滴加邊脫水，控制滴加速度和蒸餾脫水速度基本維持一致(雙氧水的滴加速度為27mL/h,蒸餾脫水速度為24mL/h)。滴加雙氧水量約430g后色譜檢測反應(yīng)物含量≤5％后，停止滴加雙氧水繼續(xù)攪拌1小時，控制反應(yīng)容器中溫度將環(huán)己烷蒸出，然后降低反應(yīng)容器中的溫度至60℃，將生成物目標產(chǎn)物蒸出送檢，經(jīng)質(zhì)譜和紅外檢測確定目標產(chǎn)物為4-羥基-2-丁酮。最終蒸出水量462g，得4-羥基-2-丁酮130g，收率65％

實例3

向四口瓶中加入1.3丁二醇200g,鎢酸鈉5g，水50g，正己烷100g,然后升溫至65℃，開始滴加30％雙氧水，邊滴加邊脫水，控制滴加速度和蒸餾脫水速度基本維持一致(雙氧水的滴加速度為30mL/h,蒸餾脫水速度為27mL/h)。滴加雙氧水量約410g后，當色譜檢測反應(yīng)物含量≤5％時，停止滴加雙氧水繼續(xù)攪拌1小時，控制反應(yīng)容器中溫度將正己烷蒸出，然后降低反應(yīng)容器中的溫度至63℃，將生成物目標產(chǎn)物蒸出送檢，經(jīng)質(zhì)譜和紅外檢測確定目標產(chǎn)物為4-羥基-2-丁酮。最終蒸出水量448g，得4-羥基-2-丁酮145g，收率72.5％。

實例4

向四口瓶中加入1.3丁二醇400g,鎢酸鈉1g，水100g，環(huán)己烷200g,然后升溫至67℃，開始滴加30％雙氧水，邊滴加邊脫水，控制滴加速度和蒸餾脫水速度基本維持一致(雙氧水的滴加速度為27mL/h,蒸餾脫水速度為24mL/h)。滴加雙氧水量約841g后，當色譜檢測反應(yīng)物含量≤5％時，停止滴加雙氧水繼續(xù)攪拌1.2小時，控制反應(yīng)容器中溫度將環(huán)己烷蒸出，然后降低反應(yīng)容器中的溫度至65℃，將生成物目標產(chǎn)物蒸出送檢，經(jīng)質(zhì)譜和紅外檢測確定目標產(chǎn)物為4-羥基-2-丁酮。最終蒸出水量880g，得4-羥基-2-丁酮281g，收率70％。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。