一种高效制备3-氨基-2-环己烯-1-酮的方法与流程

本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种高效制备3-氨基-2-环己烯-1-酮的方法。

背景技术：

1、3-氨基-2-环己烯-1-酮是一种重要的化工中间体，可以用于制备1,3-环己二酮、间氨基苯酚、苯并咔唑等诸多类型的有机化合物。在生物医药、农药等领域有着广泛的应用。

2、传统的制备3-氨基-2-环己烯-1-酮的工艺方法是由间苯二酚合成1,3-环己二酮，再通过1,3-环己二酮反应合成3-氨基-2-环己烯-1-酮，但是间苯二酚的合成工艺不环保，会产生大量工业三废，对环境造成严重污染。

3、日本三井石化工业有限公司在其专利jp54092942a中公开了一种生产3-氨基-2-环己烯-1-酮的方法，使用5-酮基已腈为原料，在叔丁醇等溶剂中，使用叔丁醇钾等强碱作为催化剂，在160～220℃的反应温度下，反应时间为0.5～4.0h。该专利方法的实施例7产物产率最大，为82.7％，其他实施例的产物产率均未超过77.6％。实施例7中，副产物3,4-二氢-6-甲基吡啶-2-酮的产率为13.0％，为所有实施例中最低。

4、jp54092942a未排除微量水对反应的影响；且反应持续在160～220℃的温度条件下进行，产物稳定性不高，导致其容易转化分解。

技术实现思路

1、发明人重现专利jp54092942a中的实验，采用更为准确的气相色谱或液相色谱外标法分析测定产物的产率，发现该专利所有实施例的反应产率均不足50.0％。

2、鉴于现有技术的产物产率不高、反应时间长等缺陷，本发明公开一种高效制备3-氨基-2-环己烯-1-酮的方法。具体技术方案如下：

3、反应体系中除反应物、溶剂、催化剂外还添加有吸水剂；所述反应物为5-酮基己腈；所述反应可表示如下：

4、

5、在一些具体实施方案中，所述吸水剂选自氧化钙、氧化镁、吸水性硅胶、分子筛、二碳酸二叔丁酯中的一种或多种。所述吸水剂还包括可吸收体系中水分的其他吸水剂。优选氧化钙为吸水剂。

6、所述吸水剂的用量应足够消耗反应体系中的原本存在的水，反应可能产生的水，以及催化剂催化反应产生的水。吸水剂用量充分，能降低副产物的生成。

7、在一些具体实施方案中，所述催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、叔戊醇钾、叔丁醇钠、四丁基氢氧化铵、碱性树脂、氢氧化铯、二异丙基氨基锂(lda)、3-氨基-2-环己烯-1-酮的钾盐中的一种或多种。优选氢氧化钾、叔丁醇钾中的一种或多种。

8、在一些具体实施方案中，反应在溶剂中进行；所述溶剂选自叔丁醇、叔戊醇、频哪醇、松油醇、二氢松油醇、二异丁基甲醇、环己醇、2-丁醇、仲辛醇、三乙胺、二异丙胺、甲苯、四氢呋喃、二氧六环中的一种或多种。优选叔丁基醇等大位阻醇作为溶剂，或大位阻醇与其他溶剂的组合溶剂。

9、在一些具体实施方案中，向反应容器中加入所述溶剂、所述催化剂、所述吸水剂，用惰性气体置换体系后，升温至100℃～180℃，加入所述反应物，反应0.01～30min；5min以内降温到50℃以下。这是因为反应完成后，目标产物3-氨基-2-环己烯-1-酮在160～220℃条件下的稳定性较差，因此需要快速冷却反应体系。

10、反应温度优选为150℃；反应时间优选3～10min，进一步优选4～6min，更进一步优选5min；降温时间优选3min以内。在一些具体实施方案中，所述溶剂用量为所述反应物(5-酮基己腈)用量的5～50wt，优选为10wt；所述催化剂用量为所述反应物物质的量的0.001～1.2倍，优选为0.8～1.0倍。

11、经研究发现，即使使用催化量的催化剂，大部分原料5-酮基已腈也可以转化为产物3-氨基-2-环己烯-1-酮；随着催化剂量的增加，产物的含量有增加的趋势。当催化剂物质的量为反应物物质的量的1.0倍时，反应达到最大收率。

12、当使用氢氧化钾等含氢氧根的碱做催化剂时，吸水剂的用量应保证除了吸收原料、溶剂中的水之外，还要能够吸收掉催化剂催化反应进行时产生的水，以及可能的副反应产生的水，吸水剂的用量与催化剂的用量相比至少为1.0eq。

13、在一些具体实施方案中，反应方式包括釜式反应、管式反应、微通道反应、cstr连续反应中的一种。釜式反应时，原料5-酮基己腈的加料方式为滴加，滴加时间为1～30min，优选滴加时间为5min。

14、经过研究发现，反应体系中微量水的存在或产生对5-酮基已腈催化合成3-氨基-2-环己烯-1-酮的反应具有较大的影响，能够促进副产物的生成。反应体系中的微量水可以来自原体系中的水、反应产生的水、催化剂产生的水。氢氧化钾等碱性催化剂在反应中发挥催化作用时，会产生水分，从而降低产率。

15、同时，3-氨基-2-环己烯-1-酮在160～220℃的温度条件下，稳定性较差，容易转变为焦油等杂质而使得产物产率降低。

16、使用氧化钙作为吸水剂、氢氧化钾作为催化剂的实施例，取得了良好的反应效果，副产物3,4-二氢-6-甲基吡啶-2-酮的产率从未添加氧化钙时的20.0％下降至1.6％，反应时间缩短至1～5min，目标产物的产率提高至92.0％。使用氧化镁、二碳酸二叔丁酯作为吸水剂，反应也取得了类似的效果。

17、在叔丁醇中加入氧化钙和氢氧化钾，回流反应。反应一段时间后反应液称重后取样，使用乙酸中和，再进行水分测定，结果显示水分有变小趋势，说明氢氧化钾的羟基已被消耗，否则氢氧化钾在使用乙酸中和时应产生理论量的水，从而也证实了氧化钙可以促进氢氧化钾与叔丁醇反应生成叔丁醇钾。经过验证，该反应温度越高，反应速率越大。在5-酮基已腈制备3-氨基-2-环己烯-1-酮的反应中添加氧化钙，可以促进氢氧化钾向叔丁醇钾转化；未转化为叔丁醇钾的氢氧化钾在催化反应进行时生成水，水被过量的氧化钙吸收，有效降低了副产物3,4-二氢-6-甲基吡啶-2-酮的生成。

18、通过本发明所述方法得到的产物，产率可达70％～92％，副反应产物的产率可以控制在3％以下。与此同时，本发明所述方法使得反应时间大大缩短至1～5min，反应温度有所降低，因此能耗更小。优选的吸水剂价廉易得、绿色高效，产物对环境友好。

技术特征：

1.一种高效制备3-氨基-2-环己烯-1-酮的方法，其特征在于，反应体系中除反应物、溶剂、催化剂外还添加有吸水剂；所述反应物为5-酮基己腈；所述反应可表示如下：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸水剂选自氧化钙、氧化镁、吸水性硅胶、分子筛、二碳酸二叔丁酯中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述吸水剂的用量足够消耗反应体系中的原本存在的水，反应产生的水，以及催化剂催化反应产生的水。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、叔戊醇钾、叔丁醇钠、四丁基氢氧化铵、碱性树脂、氢氧化铯、二异丙基氨基锂(lda)、3-氨基-2-环己烯-1-酮的钾盐中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应在溶剂中进行；所述溶剂选自叔丁醇、叔戊醇、频哪醇、松油醇、二氢松油醇、二异丁基甲醇、环己醇、2-丁醇、仲辛醇、三乙胺、二异丙胺、甲苯、四氢呋喃、二氧六环中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体为：向反应容器中加入所述溶剂、所述催化剂、所述吸水剂，用惰性气体置换体系后，升温至100℃～180℃，加入所述反应物，反应0.01～30min。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述溶剂用量为所述反应物用量的5～50wt；所述催化剂用量为所述反应物物质的量的0.001～1.2倍。

8.根据权利要求1、2、4、6、7任一项所述的方法，其特征在于，使用含氢氧根的碱做催化剂时，吸水剂的用量与催化剂的用量相比至少为1.0eq。

9.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，反应方式包括釜式反应、管式反应、微通道反应、cstr连续反应中的一种。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，釜式反应时5-酮基己腈的加料方式为滴加，滴加时间为1～30min。

技术总结本发明公开了一种高效制备3‑氨基‑2‑环己烯‑1‑酮的方法。反应体系中除反应物、溶剂、催化剂外还添加有吸水剂；所述反应物为5‑酮基己腈。通过本发明的方法得到的产物3‑氨基‑2‑环己烯‑1‑酮的产率可达70％～92％，副反应产物的产率可以控制在3％以下，此外本发明还大大缩短反应时间，降低了反应温度。技术研发人员：陈红方,任惠阳,邓留洋受保护的技术使用者：联化科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17