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論乙酰丙酮的合成應用及展望的意義
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[論文關鍵詞]： 乙酰丙酮;合成;應用
[論文摘要]：乙酰丙酮又名2，4一戊二酮，是重要的醫藥中間體，有著極為廣泛的應用。介紹乙酰丙酮的物性、用途和幾種制備工藝，概述了國內外乙酰丙酮的生產現狀和市場需要并對今后發展提出了建議。
乙酰丙酮又名2.4-戊二酮，二乙酰基甲烷，是一種重要的有機合成原料。常溫下乙酰丙酮為無色或微黃色易流動的透明液體，熔點-23℃，沸點140.6℃。純品有酯的氣味，工業品因含有少量雜質略有臭味，呈微黃色。乙酰丙酮微溶于水，能與乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、冰醋酸等有機溶劑混溶。乙酰丙酮可與許多金屬形成鹽，與氫氧化鉀作用形成丙酮和酮式兩種互變異構體的混合物，處于動態平衡中，其中烯酮式異構體由于形成分子內氫鍵，所占比例較大，為82%-83%。乙酰丙酮在水中不穩定，易分解出醋酸和丙酮。光照射會自聚成樹脂，變成褐色液體。
1.乙酰丙酮的應用
乙酰丙酮用途極廣，主要用于生產藥品、飼料添加劑和催化劑，此外還用作合成中間體的溶劑以及用于粘合劑，燃料添加劑和金屬螯合劑。在醫藥工業中，乙酰丙酮用于生產磺胺二甲基嘧啶等。在獸藥和飼料添加劑方面主要用于合成抗雞球蟲病藥物尼卡巴嗪的原料之一。乙酰丙酮在歐美主要用于生產獸藥及飼料添加劑，在日本主要用于生產催化劑。我國主要用于生產磺胺藥，部分用于獸藥，少部分用于生產催化劑。
2.乙酰丙酮的合成
乙酰丙酮的合成工藝主要有丙酮一乙酸乙酯法、丙酮一醋酐法、乙酰乙酸乙酯-醋酐法、丙炔-醋酸法、乙烯酮-丙酮法等。
2.1 丙酮一乙酸乙酯法
在反應釜內加入金屬鈉、乙醚和冷的無水乙酸乙酯，攪拌下滴加丙酮，保反應溫度為45-55℃，最佳pH值6~6.5。反應物經分離，精餾得乙酰丙酮。反應過程中放出大量熱，當溫度超過70℃時有副反應發生。這種方法的缺點是產生大量廢水，20kg金屬鈉可制取50.3kg乙酰丙酮，副產物為34kg的氯化鈉，41.3kg醋酸鈉和153kg水。
2.2 丙酮一醋酐法
采用BF3作為催化劑，使用丙酮與醋酐縮合，精制得產品。該工藝簡單技術成熟，產率高，可達80~85%。這種方法的缺點是BF3是危險品且用量大，安全性較差，廢液處理難度大，成本高，經濟效益不大。
2.3 乙酰乙酸乙酯-醋酐法
在裝有分餾塔的反應器中投入慚酰乙酸乙酯，醋酐和催化劑氧化鎂，混合后加熱到130℃，反應10-13小時后，溫度升至135-140℃繼續反應5小時，精餾得到乙酰丙酮，收率約83.4%。這種方法操作簡單，產率穩定，污染小，經濟效益好。
2.4 丙炔-醋酸法
丙炔與醋酸反應生成醋酸異丙烯酯，最佳條件是溫度240~250℃，丙炔過量5~6mol，壓力0.2~0.5Pa，催化劑為醋酸鋅，醋酸轉化率為80%時，醋酸異丙烯醋產率高達92%，在管式反應器中醋酸異丙烯酯重排，反應溫度450~480℃，產物經冷凝器冷卻后輸入澄清器，澄清液輸入精餾塔分離出乙酰丙酮。這種工藝以煉廠氣或裂解氣為原料，經濟效益較好。
2.5乙烯銅一丙酮法
根據生成乙烯柄原料的不同，分為丙酮路線和醋酸路線。該方法的第一步是丙酮或醋酸熱裂解生成乙烯酮;第二步用丙烯酯異構化生成乙酰烯酯;第三步在催化劉作用下，醋酸異丙烯酯異構化生成乙酰丙酮。丙酮或醋酸裂化是一個可逆熱分解反應，裂解的過種中產生一氧化碳、甲烷、氫等副產物。乙烯酮在酸催化劑作用下被丙酮吸收生成醋酸異丙烯酯。由于該反應吸熱，一般在低溫下進行。生成的醋酸異丙烯酯在催化劑的作用下，高溫異構化重排生成乙酰丙酮。催化劑的加入使副反應、副產物質種類減少，轉化率、產率提高，產量增加。雖然乙烯酮一丙酮法是目前主要的工業合成方法，但該方法存在著能耗高，收率較低等明顯缺陷。
3.展望
我國現已加入WTO，其下游醫藥產品出口形勢越來越好，這使乙酰丙酮的需求出呈現快速增長趨勢。開發生產乙酰丙酮的合理工業化途徑，具有良好的市場前景。針對產業現狀，提出以下發展建議：
一是不斷提高合成技術，借鑒國外先進技術對現有裝置進行改造。新建裝置宜采用醋酸裂解制乙烯酮的方法，目前該技術國內已經開發成熟。隨著東南亞地區，如馬來西亞、新加坡等多套羰基化法制醋酸裝置的投產及國內幾套大規模醋酸裝置陸續投產，醋酸拱應比較充足，價格平穩。利用醋酸裂解制乙烯酮，然后與丙酮反應制備乙酰丙酮的經濟性將日益顯現。加外，在原料和產物價格適宜的條件下，也可考慮采用投資小、反應條件溫的乙酰乙酸乙酯-醋酐法。
二是大力拓展乙酰丙酮應用領域。目前我國90%以上產品用于醫藥和獸藥生產。在國外，日本80%用于石化反革命應催化劑、助催化劑、溶劑和膠粘劑。歐美國家在催化劑、溶劑等方面的用量出占其消費總量的50%以上。因此，國內應加大乙酰丙酮的應用研究。
三是與國外發達國家相比，我國乙酰丙酮生產規模較小，無法體現規模效益，不易實現自動化控制。應在具有原料和技術優勢的企業，采用先進生產工藝，建設年產3000-5000噸規模化裝置。這樣不僅可以滿足國內市場需求，還能獲得良好的經濟效益。
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