[发明专利]一种在酸性离子液中催化环己酮肟水解反应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱肟反应的方法，具体为一种在SO₃H-型酸性离子液体中，直接催化环己酮肟水解反应的新方法，属于有机化学反应方法领域。

背景技术

环己酮肟水解反应过程如式（1）所示，该反应不仅可以生成环己酮，又能同时获得羟胺产物。反应所得的产物均是重要的化工原料，如环己酮主要用于尼龙、己二酸的合成以及油漆、农药、染料等行业；羟胺在合成己内酰胺以及农药、医药等行业中具有广泛的用途（精细与专用化学品，2007，15（16）：18-21；化工进展，2012，31（9）：2043-2048）。另外，更重要的是，肟在有机合成反应中常被用来保护羰基；简要来说，为保护羰基化合物中的羰基，先将其转化为相应的肟，待必要的反应结束后，再将肟脱除、还原为羰基化合物。而肟水解反应，作为有效的脱肟方法之一，可以使羰基脱保护还原生成对应的酮（Tetrahedron.Lett.,2002,43(22):4023-4024）。因此，肟水解反应一直受到国内外研究者的持续关注。

目前，环己酮肟的水解反应，一般是在酸性条件下进行的。文献（化工学报，2008，59（9）：2241-2246）以盐酸为催化剂，在60℃反应0.5h，环己酮的转化率为73%；当反应中加入催化剂助剂β-环糊精，环己酮肟的转化率显著提高至92%。但该工艺中使用了无机酸，存在腐蚀设备、环境污染及无机酸无法回收再利用等缺点。文献（J.Am.Chem.Soc.2000,122,1908-1918）采用亚临界水技术，研究了环己酮肟的水解反应，该方法避免了无机酸的使用，但是，该技术目前正处于实验室研究阶段，且其反应条件苛刻，对设备的要求很高。

值得高兴的是，近年来酸性离子液体技术不断进步，其既具有离子液体的毒性小、可设计性等优点，又兼有固体酸不易挥发、低腐蚀、易分离回收和液体酸流动性好、酸强度分布均匀等优势，作为一种非常规的“绿色”液体酸，引起了人们的广泛关注（中国科学(B辑:化学)，2009，39(10):1134-1144）。中国专利201010179257.X采用离子液体溴化1-丁基-3-甲基咪唑和CuCl₂、FeCl₃等金属氯化物的混合物构成催化体系，考察了环己酮肟在无水条件下的脱肟反应，并获得了100%的环己酮产率。但该催化体系中不能缺少金属氯化物，且不宜含有水，否则会极大的降低环己酮肟的水解反应性能。

基于上述环己酮肟水解工艺的研究现状和酸性离子液体的优势，本发明提出在SO₃H-型酸性离子液体中，催化环己酮肟水解反应的新方法。该方法突出的特色是离子液体催化剂可以回收重复使用，环己酮肟水解反应的效果极佳。

发明内容

本发明旨在提供一种在酸性离子液体催化剂中，环己酮肟催化水解反应的新方法，即在SO₃H-型酸性离子液体中，环己酮肟直接水解合成环己酮、羟胺的方法。该工艺路线克服了传统环己酮肟水解工艺中，使用无机强酸催化剂所带来的环境污染、无机酸难于回收的缺点，以及现有离子液体催化工艺中使用金属氯化物的不足。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种在酸性离子液体中催化环己酮肟水解反应的方法，包括以下步骤：

将环己酮肟置于反应器中，再加入酸性离子液体催化剂、去离子水；在常压、10~80℃条件下恒温搅拌反应0.15~4h，环己酮肟即发生水解反应，分离反应液中的有机相和无机相，分别得到环己酮和羟胺。

其中，所述的酸性离子液体是SO₃H-型离子液体；物料配比为摩尔比环己酮肟：离子液体＝1:0.16~5.4；摩尔比去离子水：离子液体＝11~369:1。

所述的酸性离子液体的结构式为：

其中，X^-为硫酸氢根、磷酸二氢根、三氟甲磺酸根或对甲苯磺酸根，R为甲基、乙基或丙基；

所述的反应温度优选为50~70℃。

所述的反应时间优选为0.5~1h。

所述的环己酮肟与离子液体的摩尔比优选为1:2~5.4。

所述的去离子水与离子液体的摩尔比优选为11~277:1。