论文总字数：19934字

摘 要

频呐酮为一种不可或缺的农药中间体，市场上有许多杀菌剂、杀虫剂、植物生长调节剂都是以它为原料合成的，目前国内外生产频呐酮普遍采用异戊烯法。该法中原料异戊烯价格低廉，来源广泛，是一种很有前景的合成频呐酮的工业方法。但是该法存在产生废酸多，聚合焦油量大，反应速率慢，收率不高等问题。因此对该法进行工艺条件的优化与工艺技术的提升，对工业、农业的发展都具备十分重要的意义。

异戊烯法制备频呐酮可以分两个步骤进行：第一步为原料异戊烯与盐酸的加成；第二步为在盐酸的催化下，将第一步得到的产物氯代特戊烷（简称氯代）与甲醛发生缩合，生成频呐酮。因为第二步反应为合成频呐酮的控制步骤，因此本文重点研究第二步反应。由于原料甲醛溶液中引入较多水分到盐酸溶液中，使得反应结束后产生大批量稀酸，增加了废酸处理能耗。因此本文考察加入阻聚剂以促进反应的进行，提高反应收率。

本文对异戊烯法制备频呐酮的工艺路线进行改进，工艺条件进行优化，小结如下:

1. 对传统工艺中异戊烯法制备频呐酮反应路线中的第二个步骤进行工艺条件进行优化。通过单因素实验及正交试验，分别考察了实验反应条件对反应结果的影响。实验结果表明：第二步反应中最优条件为：盐酸质量分数为28%，n(甲醛):n(氯代) = 1:3:1，反应时间7 h，反应温度88℃，得到频呐酮的收率为62% 。

（2） 甲醛与氯代在盐酸的催化条件下合成频呐酮，正交试验法得到较优工艺条件为：盐酸质量分数为31%, n(甲醛):n(氯代)为1.4:1，反应时间为7 h，反应温度为88℃，阻聚剂质量分数为0.1%。最优条件下频呐酮的收率为68.5 %。

关键词：氯代 频呐酮 甲醛 阻聚剂

ABSTRACT

As an important pesticide intermediate, pinacolone can be used to produce various bactericides, insecticides and plant growth regulators. At home and abroad, conventional production of pinacolone is used by isoamylene method.With the low price and widespread soure , isoamylene method is very promising in industry. However, this method has severe drawbacks such as producing too much waste acid and tar by-product, slow reaction speed and low product yield. Therefore, it’s necessary and urgent to improve synthesis technology of isoamylene method .

Using isoamylene method to produce pinacolone usually go through two steps.The first one is the addition reaction between isopentene and hydrochloric acid to synthesis 2-chloro-2-methylbutane.The second step is producing pinacolone by the condensation reaction between 2-chloro-2-methylbutane and formaldehyde. This step uses hydrochloric acid as a catalyst. The second step reaction is the control step and the study focus in the paper. Too much water which comes from formaldehyde solution entered into the hydrochloric acid solution. the reaction produces a large amount of dilute acid. Additionally, Polymerization inhibitor were used to promote reaction efficiency and enhance product yield.

The synthesis technology of pinacolone which adopted isoamylene method was improved and optimized.

(1) Optimized the second steps of conventional isoamylene method with single factor and orthogonal experiments. The best pinacolone yield of 62% was produced in the second step and the optimized conditions were as follows: concentration of hydrochloric acid of 28%， n(formaldehyde)：n(2-chloro-2-methylbutane) = 1.3:1, reaction time of 7 h, reaction temperature of 88 ℃.

(2) Under the catalysis of hydrochloric acid, 2-chloro-2-methylbutane and formaldehyde synthesis pinacolone.With orthogonal experiments,the better conditions were as follows: concentration of hydrochloric acid of 31%，n(formaldehyde)：n(2-chloro-2-methylbutane) = 1.4:1, reaction time of 7 h, reaction temperature of 88℃, concentration of polymerization inhibitor of 0.1%. The best pinacolone yield was 68.5%.

KEYWORDS: 2-chloro-2-methylbutane; pinacolone; formaldehyde;inhibitor

目 录

目 录 I

第一章 文献综述 1

1.1 引言 1

1.2 频呐酮的性质及用途 1

1.2.1 物化性质 1

1.2.2 频呐酮的应用 2

1.3 频呐酮的合成途径 3

1.3.1 叔戊醇法 3

1.3.2 乙炔丙酮法 4

1.3.3 异戊醇法 4

1.3.4 异戊烯法 5

1.3.5 特戊酸-乙酸催化酮法 6

1.3.6 特戊酸-丙酮催化酮法 6

1.3.7 频呐酮重排法 6

1.3.8 四甲基环氧乙烷异构重排法 7

1.3.9 氧化法 7

1.3.10 格氏试剂法 8

1.4 本文中合成频呐酮的工艺路线 8

1.5 本题研究的意义和内容 9

第二章 实验部分 9

2.1 实验试剂及物化性质 9

2.2 实验仪器 10

2.3 实验装置 10

2.4 反应步骤 11

2.5 实验结果分析与计算 11

2.5.1 定性分析 11

2.5.2 定量分析 12

2.5.3 实验数据处理 14

第三章 异戊烯法合成频呐酮工艺条件的优化与分析 17

3.1 异戊烯法制备频呐酮 17

3.2 甲醛与氯代特戊烷缩合反应 17

3.3 甲醛与氯代缩合反应影响因素的讨论 18

3.3.1盐酸质量分数对频呐酮收率的影响 18

3.3.2 物料配比对频呐酮收率的影响 19

3.3.3 反应时间对频呐酮收率的影响 19

3.3.4 反应温度对频呐酮收率的影响 19

第四章 阻聚剂在合成频呐酮中的应用工艺研究 23

4.1 引言 23

4.2 阻聚剂对频呐酮收率的影响 23

4.3 阻聚剂质量分数对反应收率的影响 23

4.4 正交实验 24

第五章 结论 27

参考文献 28

致 谢 28

第一章 文献综述

1.1 引言

频呐酮又称3, 3-二甲基-2-丁酮、甲基叔丁基酮，是一种被广泛应用于有机合成行业的重要的农药中间体。以频呐酮为原料可以合成多种类型的杀菌剂、杀虫剂以及植物生长调节剂。因为具有高效，广谱，内吸，低毒，用量少残效期长等特点，能够有效的改善治愈水稻、小麦、蔬菜、大豆、果树等农作物的倒伏、虫害、病害等不良症状。

我国人口众多，农业行业一直受到重大关注。近年来由于气候异常，人类活动对自然的干扰等原因，农作物病害虫害情况较为严重。因此，农药领域的研究至关重要。我国制备频呐酮的生产企业主要有江苏剑牌农药公司、苏州精细化工公司和张家港东方农化公司等8家。频呐酮的消费量一直处于较高水平，且频呐酮需求增长平稳^[1]。目前，国内国外的生产厂商普遍采取异戊烯法制备频呐酮。但是，由于原料价格的上涨以及技术原因等导致收率不高，普遍在60%-70%，使得该工艺的利润率很低。并且反应结束后产生的废酸，焦油较多，造成环境的污染和设备的损耗，大大限制了该工艺的发展。因此对该工艺技术进行优化改进正日趋成为研究者的考察热点。

请支付后下载全文，论文总字数：19934字