[发明专利]一种杂环类傅克反应中催化剂的回收方法

说明书

本发明公开了一种回收杂环类傅克反应中三氯化铝的方法，是在氩气或氮气保护下，在杂环类傅克反应容器中加入溶剂，再依次加入三氯化铝、取代苯、取代酰氯，于‑30～80℃条件下搅拌反应0.5～10h，在向反应体系中直接加入胺化物，于‑30～80℃条件下搅拌反应0.5～10h，过滤、分离，固体为铝的胺络合物，过滤液为相应的芳香酮产品溶液，对固体用与反应体系相同的溶剂进行洗脱，洗脱液与产品溶液合并处理，对铝的胺络合物进行再生处理，得到三氯化铝和胺化物，本发明打破傅克反应中产品与三氯化铝的络合体系，形成新的铝的胺络合物，使产品与三氯化铝分离，对铝的胺络合物进行再生活化，分离制备出新的三氯化铝和络合剂，回收的三氯化铝和络合剂可以反复使用。

技术领域

本发明属于有机合成方法技术领域，尤其是涉及一种用铝的胺络合剂回收傅克反应中三氯化铝催化剂的方法。

背景技术

傅克反应是有机合成中的经典人名反应之一，在无水三氯化铝等路易斯酸存在下，芳烃与卤烷作用，在芳环上发生亲电取代反应，其氢原子被烷基取代，生成烷基芳烃的反应，称为傅列德尔一克拉夫茨烷基化反应(Friedel-Crafts alkylation)；芳烃与酰卤或酸酐作用，芳环上的氢原子被酰基取代，生成芳酮的反应，称为傅列德尔～克拉夫茨酰基化反应(Friede-Crafts acylation)。傅列德尔克拉夫茨反应，是烷基化与酰基化反应，统称傅列德尔克拉夫茨反应简称傅克反应，其广泛应用于芳香酮的合成。但其后处理方法涉及酸性物质，导致含铝废水大量产生，处理困难对环境污染大。其常用的处理方法如下：

1、反应完成后，预冷一定量水，缓缓将反应液加入其中，不断冷却以排除淬灭时放出的热量，淬灭时产生的酸气主要被淬灭体系中的水吸收，直到淬灭完全；反应完成后，以冰水或冰盐水降温，缓慢滴加水，不断冷却以排除淬灭时放出的热量，淬灭时产生的酸气主要被淬灭体系中的水吸收，直到淬灭完全；

2、小试时直接倒入加入少量浓盐酸的碎冰中，3-5分钟淬灭结束，分液并萃取，旋干和粗品。1kg操作时与小试相同，淬灭时间0.5小时；5kg处理时，预先冷却一定量水于2-5度，低真空多次抽入待淬灭的反应液，投入速度由釜内温度决定，淬灭时间3小时；150公斤时，同5kg操作方法，淬灭时间8小时。真空的引发，不仅是釜内抽入反应液的必要条件，而且把釜内逸出的酸气一并抽出，操作无烟无味。

其中催化剂三氯化铝中的铝离子是影响处理过程的关键因素，铝离子是两性化合物，酸性条件下生成偏铝酸，水易溶；碱性条件下生成氢氧化铝，难溶于水，而形成氢氧化铝后，又难以完全转变成偏铝酸。这就是很多傅克反应(付克反应)在处理时，遇到絮状物和粥状物，偏又极其难滤的原因。曾经遇到过2吨的反应釜按2方法淬灭，得到一釜粥状物，根本过滤不动，高压力下以压滤机处理后，仍有极细微不溶物存在，最后无奈自然沉降一周，取上层，包含部分产物的絮层白白弃去。为避免产生絮状物，改进的处理方法是在预冷的水中加入一定比例的盐酸，通常按1:50加，即50份水，加入一份浓盐酸。更进一步节约成本的方法是，用吸收本反应尾气的水代替盐酸，效果相同。产物的性质决定了反应淬灭后的处理方法。对于溶剂和酸水中均不溶或微溶的产物，直接过滤，水洗并烘干，得到粗品，这处情况比较少见；对于溶剂中溶解或易溶的产物，直接分液，少量溶剂萃取水相，盐水洗有机相，干燥，脱溶，得到粗品，绝大多数反应适用这种情况；对于酸水中溶解或易溶的，以溶剂多次萃取，干燥并脱溶，得到粗品，这种情况基本很难见到。

三氯化铝催化的傅克反应应用广泛，但其后处理一直是大家研究的课题。不管采用上述哪种后处理方法，含铝废水的处理是需要解决的核心环保问题。目前含铝废水最有效的处理方法是制备成含铝絮凝剂，用于废水处理工厂的絮凝需要。但没有从根本上解决铝的回收问题，大量铝离子仍然排到水中，造成铝的流失和环境水污染。因此如何使傅克反应中的三氯化铝催化剂得到回收反复使用，一直是业内学者和专家所关心的问题，没有得到很好的解决，其研究意义非常重大。

发明内容