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湘潭大学
硕士学位论文
一步法合成环己基苯基甲酮工艺研究
姓名:罗邵伟
申请学位级别:硕士
专业:化学工程
指导教师:罗和安;吴剑
20060501
摘要
环己基苯基甲酮(Cyclohexyl Phenyl Ketone,简称 CPK)是一种不对称酮,分
子式 C13H15O,分子结构式如下:
O

环己基苯基甲酮作为一种重要的医药、染料中间体,主要用于合成镇痉药环
己基苯基甲醇,同时也是生产紫外光固化剂 1-羟基环己基苯基酮的原料。目前
国内外工业生产环己基苯基甲酮大多采用以环己基酰氯与苯为原料的傅—克酰化
反应。此工艺在酰氯制备过程中放出有毒气体和,严重污染环境,并且
SO2 HCl
酰化反应中的催化剂三氯化铝具有腐蚀性,对设备要求高。随着人们对环境问题
的日益关注,用一种环境友好的合成方法来取代现有的环己基苯基甲酮生产工艺
成了一种趋势。
本文确定了以苯甲酸和环己基甲酸为基本原料,经催化脱羧一步法合成 CPK
的合成路线。确定了反应的装置:使用高压釜进行反应。建立了反应产物的分析
方法:反应产物用丙酮溶解,过滤,采用液相色谱分析了滤液中环己基苯基甲酮
的含量并计算了脱羧反应的摩尔收率,采用气相色谱分析了滤液中环己基甲酸的
含量并计算其转化率。
对催化脱羧反应合成环己基甲酸的反应机理进行了探讨。根据反应机理,在
反应中真正起催化作用的是过渡金属氧化物,它们与羧酸作用生成羧酸盐,再进
一步热分解生成不对称酮,为接下来选择 MnO 作为脱羧催化剂奠定了理论基础。
以氧化锰为催化剂,反应机理如下:
∆
C6 H 5COOH + MnO + C6 H11COOH → C6 H 5COO − Mn − OCOC6 H11 + H 2O
C6 H 5COO − Mn − OCOC6 H11 → MnO + C6 H11CO ⋅+C6 H 5 ⋅+CO2
C6 H11CO ⋅+C6 H 5 ⋅→ C6 H11COC6 H 5
本文对几种不同的锰系催化剂(MnCO3、MnO、MnO2)的活性进行了考察。
结果表明,在相同的工艺条件下,使用 MnO 进行催化脱羧反应环己基甲酸的收
率最高。同时,利用 MnCO3 的热分解反应制备了 MnO 作为脱羧催化剂,与采用
MnCO3 为催化剂进行比较,采用 MnO 降低了反应进行时高压釜中 CO2 的含量,
减小了压力,有利于设备的维护及保养。
4
设计了 L9(3 )正交表,进行了正交实验,重点考察了反应温度,反应时间,
催化剂用量,原料酸用量等四个因素对环己基甲酸收率的影响,优化出各个影响
I
因素的最佳值。在所优化的最佳反应条件下,目的产品的摩尔收率可达 %,
CCA 的摩尔转化率为 %。最佳反应条件为:
反应温度 345℃
反应时间 4 小时
催化剂用量 n 总酸∶ n 催化剂=2∶ 1
原料酸用量 nBA∶ nCCA=2∶ 1

关键词:环己基苯基甲酮,苯甲酸,环己基甲酸,脱羧,羧酸盐,MnO
II
ABSTRACT
Cyclohexyl phenyl ketone(CPK) is an asymmetric ketone. Its molecular formula
and molecular structure formula are respectively C13H15O and
O

Cyclohexyl phenyl ketone, as an important intermediate product of medicine and
dyestuff, is mainly used for synthesizing cyclohexylphenyl phenyl methanol and
ultraviolet photoinitiators such as 1- hydroxyl cyclohexyl phenyl ketone. At present,
the industrial process of manufacturing cyclohexyl phenyl ketone is carried out by
Friedel-Crafts reaction via cyclohexyl-acyl chloride and benzene. However, this
process has obvious ing as the high consumption of aluminium chloride and
a