權(quán)利要求書: 1.一種環(huán)酮催化氧化制備內(nèi)酯的方法,其特征在于,包括:將過氧酸溶液與氨基酸混合,然后加入環(huán)酮化合物進(jìn)行催化氧化,得到內(nèi)酯;
所述過氧酸溶液的質(zhì)量濃度為20%~50%;
所述過氧酸溶液為過氧乙酸溶液、過氧丙酸溶液與過氧化苯甲酸溶液中的一種或多種;
所述氨基酸選自甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、色氨酸、絲氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸、精氨酸與組氨酸中的一種或多種;
所述氨基酸的質(zhì)量為環(huán)酮化合物質(zhì)量的1%~5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述環(huán)酮化合物為環(huán)己酮;所述內(nèi)酯為ε?己內(nèi)酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述過氧酸溶液與氨基酸混合時控制體系的溫度為0℃~50℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述環(huán)酮化合物在0.5~3h內(nèi)加完。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述環(huán)酮化合物加入時控制體系的溫度0℃~50℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述催化氧化的溫度為35℃~50℃;所述催化氧化的時間為1~24h。
說明書: 一種環(huán)酮催化氧化制備內(nèi)酯的方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種環(huán)酮催化氧化制備內(nèi)酯的方法。背景技術(shù)[0002] 作為一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品,ε?己內(nèi)酯用途十分廣泛。一方面,ε?己內(nèi)酯是一種重要的有機(jī)合成中間體化合物,其聚合得到的聚己內(nèi)酯材料具有優(yōu)異的生物相容性和可吸
收性,被美國FDA批準(zhǔn)可植入人體使用,在藥物控釋載體、可吸收縫合線,人工軟骨、以及人
造皮膚、血管等高附加值醫(yī)用材料領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊;另一方面ε?己內(nèi)酯還可作為一種強(qiáng)
溶劑,對一些難溶的樹脂表現(xiàn)出很好的溶解力。隨著ε?己內(nèi)酯應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,其合成方
法研究不斷創(chuàng)新。
[0003] 目前,適合于規(guī)?;a(chǎn)應(yīng)用的ε?己內(nèi)酯合成方法主要是環(huán)己酮Baeyer?illiger氧化法,但為了提高環(huán)己酮的轉(zhuǎn)化效率、控制反應(yīng)過程的安全性,需要加入一定量
的催化劑,有的還需要加入助催化劑。如公開號為CN106967039B的中國專利公開了一種基
于氧氣/空氣為氧化劑,鈷、鐵、銅的硝酸鹽或氧化物為催化劑的ε?己內(nèi)酯制備方法;公開號
為CN105130947B的中國專利公開了一種以鐵或鈷卟啉配合物為催化劑,加入環(huán)己酮與乙醛
或丙醛混合原料中,通入空氣或氧氣制備ε?己內(nèi)酯的方法;公開號為CN102408404B的中國
專利公開了一種在偶氮二異丁腈或/和過氧化苯甲酰存在的有機(jī)溶劑中,利用分子氧氧化
環(huán)己酮制備ε?己內(nèi)酯的方法;公開號為CN102408404B的中國專利公開了一種利用二價(jià)銅和
二氧化鈦復(fù)合磁性納米球?yàn)榇呋瘎?、空氣氧為氧化劑、苯甲醛為犧牲劑的催化氧化體系,應(yīng)
用于ε?己內(nèi)酯合成的方法;Sinhamahapatra等人(catal.sci.technol.,2012,2,2375?
2382)報(bào)道了以磷酸鋯為催化劑、氧氣為氧化劑、苯甲醛為助氧化劑,催化環(huán)己酮合成ε?己
內(nèi)酯的方法;李靜霞等人(化學(xué)學(xué)報(bào),2008,5?9)報(bào)道了利用MgO/SnO2復(fù)合金屬催化劑,雙氧
水選擇性氧化環(huán)己酮制備ε?己內(nèi)酯的方法。
[0004] 這些催化劑和助催化劑在反應(yīng)結(jié)束后,需要采取相應(yīng)的回收處理工藝,以避免對環(huán)境造成污染危害。然而,催化劑回收處理過程,會增加相應(yīng)的資金投入和生產(chǎn)成本。更為
重要的是,部分催化劑或助催化劑還可能殘留在ε?己內(nèi)酯產(chǎn)品內(nèi),影響產(chǎn)品品質(zhì)。特別是當(dāng)
ε?己內(nèi)酯的應(yīng)用目標(biāo)被定位為合成植入人體的生物醫(yī)藥類制品時,催化劑或助催化劑的殘
留,會給下游制品應(yīng)用帶來安全隱患。因此,開發(fā)安全、無毒的ε?己內(nèi)酯合成催化劑具有重
要意義。
發(fā)明內(nèi)容[0005] 有鑒于此,本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種安全、無毒的環(huán)己酮催化氧化制備內(nèi)酯的方法。
[0006] 本發(fā)明提供了一種環(huán)酮催化氧化制備內(nèi)酯的方法,包括:[0007] 將過氧酸溶液與氨基酸混合,然后加入環(huán)酮化合物進(jìn)行催化氧化,得到內(nèi)酯。[0008] 優(yōu)選的,所述過氧酸溶液的質(zhì)量濃度為20%~50%。[0009] 優(yōu)選的,所述過氧酸溶液為過氧乙酸溶液、過氧丙酸溶液與過氧化苯甲酸溶液中的一種或多種。
[0010] 優(yōu)選的,所述氨基酸選自甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、色氨酸、絲氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸、天冬氨酸、
谷氨酸、賴氨酸、精氨酸與組氨酸中的一種或多種。
[0011] 優(yōu)選的,所述氨基酸的質(zhì)量為環(huán)酮化合物質(zhì)量的1%~5%。[0012] 優(yōu)選的,所述環(huán)酮化合物為環(huán)己酮;所述內(nèi)酯為ε?己內(nèi)酯。[0013] 優(yōu)選的,所述過氧酸溶液與氨基酸混合時控制體系的溫度為0℃~50℃。[0014] 優(yōu)選的,所述環(huán)酮化合物在0.5~3h內(nèi)加完。[0015] 優(yōu)選的,所述環(huán)酮化合物加入時控制體系的溫度0℃~50℃。[0016] 優(yōu)選的,所述催化氧化的溫度為35℃~50℃;所述催化氧化的時間為1~24h。[0017] 本發(fā)明提供了一種環(huán)酮催化氧化制備內(nèi)酯的方法,包括:將過氧酸溶液與氨基酸混合,然后加入環(huán)酮化合物進(jìn)行催化氧化,得到內(nèi)酯。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明以環(huán)酮為基
礎(chǔ)原料,利用無毒環(huán)保的氨基酸化合物作為催化劑,通過催化氧化反應(yīng)制備內(nèi)酯,所用的催
化劑為生物體內(nèi)存在的天然氨基酸分子,安全環(huán)保、簡單易得,反應(yīng)過后無需復(fù)雜工藝處理
來回收催化劑、對環(huán)境影響小,因此特別適用于醫(yī)用級以及食品接觸制品生產(chǎn)用內(nèi)酯的合
成,即使少量催化劑殘留于內(nèi)酯產(chǎn)品中,也不會對下游制品造成潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。
附圖說明[0018] 圖1本發(fā)明實(shí)施例1中環(huán)己酮催化氧化制備ε?己內(nèi)酯反應(yīng)產(chǎn)物的氣相色譜圖。具體實(shí)施方式[0019] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的
實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都
屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020] 本發(fā)明提供了一種環(huán)酮催化氧化制備內(nèi)酯的方法,包括:將過氧酸溶液與氨基酸混合,然后加入環(huán)酮化合物進(jìn)行催化氧化,得到內(nèi)酯。
[0021] 其中,本發(fā)明對所有原料的來源并沒有特殊的限制,為市售即可。[0022] 將過氧酸溶液與氨基酸混合;所述過氧酸溶液優(yōu)選為過氧乙酸溶液、過氧丙酸溶液與過氧化苯甲酸溶液中的一種或多種;所述過氧酸溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為20%~50%,
更優(yōu)選為35%~50%;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述過氧酸溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為
50%;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述過氧酸溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為38%;在本發(fā)明提
供的一些實(shí)施例中,所述過氧酸溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為41%;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例
中,所述過氧酸溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為35%;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述過氧酸溶
液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為37%;在本發(fā)明提供的另一些實(shí)施例中,所述過氧酸溶液的質(zhì)量濃度
優(yōu)選為30%;所述過氧酸溶液與環(huán)酮化合物質(zhì)量比優(yōu)選為(1~5):1,更優(yōu)選為(2~4):1,再
優(yōu)選為(2.5~3):1,最優(yōu)選為2.8:1;所述氨基酸優(yōu)選為甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異
亮氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、色氨酸、絲氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰
胺、蘇氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸、精氨酸與組氨酸中的一種或多種;更優(yōu)選為甘氨酸、
絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、賴氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬氨酸
與谷氨酸中的一種或多種;所述氨基酸的質(zhì)量優(yōu)選為環(huán)酮化合物質(zhì)量的1%~5%;在本發(fā)
明提供的一些實(shí)施例中,所述氨基酸的質(zhì)量優(yōu)選為環(huán)酮化合物質(zhì)量的1%;在本發(fā)明提供的
一些實(shí)施例中,所述氨基酸的質(zhì)量優(yōu)選為環(huán)酮化合物質(zhì)量的2%;在本發(fā)明提供的另一些實(shí)
施例中,所述氨基酸的質(zhì)量優(yōu)選為環(huán)酮化合物質(zhì)量的5%;所述過氧酸溶液與氨基酸混合時
優(yōu)選控制體系的溫度為0℃~50℃;所述混合的方式優(yōu)選為攪拌。
[0023] 混合均勻后,加入環(huán)酮化合物進(jìn)行催化氧化;所述環(huán)酮化合物優(yōu)選為環(huán)己酮;所述環(huán)酮化合物優(yōu)選在0.5~3h內(nèi)加完,更優(yōu)選在1~2h內(nèi)加完;所述環(huán)酮化合物加入時優(yōu)選控
制體系的溫度0℃~50℃;所述催化氧化的溫度優(yōu)選為35℃~50℃;所述催化氧化的時間優(yōu)
選為1~24h。
[0024] 催化氧化完成后,優(yōu)選降溫結(jié)束反應(yīng),得到內(nèi)酯;所述降溫優(yōu)選至溫度為10℃~20℃,更優(yōu)選為20℃。
[0025] 本發(fā)明以環(huán)酮為基礎(chǔ)原料,利用無毒環(huán)保的氨基酸化合物作為催化劑,通過催化氧化反應(yīng)制備內(nèi)酯,所用的催化劑為生物體內(nèi)存在的天然氨基酸分子,安全環(huán)保、簡單易
得,反應(yīng)過后無需復(fù)雜工藝處理來回收催化劑、對環(huán)境影響小,因此特別適用于醫(yī)用級以及
食品接觸制品生產(chǎn)用內(nèi)酯的合成,即使少量催化劑殘留于內(nèi)酯產(chǎn)品中,也不會對下游制品
造成潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0026] 為了進(jìn)一步說明本發(fā)明,以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的一種環(huán)酮催化氧化制備內(nèi)酯的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027] 以下實(shí)施例中所用的試劑均為市售。[0028] 實(shí)施例1[0029] 將280g的質(zhì)量濃度50%過氧乙酸溶液加入帶有磁力攪拌子的三口燒瓶中,加入1g甘氨酸,控制體系溫度0℃~50℃之間攪拌均勻。向反應(yīng)體系中加入100g環(huán)己酮(1h內(nèi)加
完),控制反應(yīng)體系溫度38℃~40℃之間攪拌反應(yīng)12h后,冷卻至20℃,得到產(chǎn)物。
[0030] 利用氣相色譜對實(shí)施例1中得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析,得到氣相色譜圖如圖1所示,由圖1可知環(huán)己酮轉(zhuǎn)化率90.5%,ε?己內(nèi)酯收率64.6%。
[0031] 實(shí)施例2[0032] 將280g的質(zhì)量濃度38%過氧乙酸溶液加入帶有磁力攪拌子的三口燒瓶中,加入2g甘氨酸,控制體系溫度20℃~50℃之間攪拌均勻。向反應(yīng)體系中加入100g環(huán)己酮(1h內(nèi)加
完),控制反應(yīng)體系溫度46℃~48℃之間攪拌反應(yīng)2h后,冷卻至20℃,得到產(chǎn)物。
[0033] 利用氣相色譜對實(shí)施例2中得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析,得到環(huán)己酮轉(zhuǎn)化率60.2%,ε?己內(nèi)酯收率45.6%。
[0034] 實(shí)施例3[0035] 將280g的質(zhì)量濃度41%過氧乙酸溶液加入帶有磁力攪拌子的三口燒瓶中,加入5g精氨酸,控制體系溫度10℃~50℃之間攪拌均勻。向反應(yīng)體系中加入100g環(huán)己酮(1h內(nèi)加
完),控制反應(yīng)體系溫度48℃~50℃之間攪拌反應(yīng)3h后,冷卻至20℃,得到產(chǎn)物。
[0036] 利用氣相色譜對實(shí)施例3中得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析,得到環(huán)己酮轉(zhuǎn)化率85%,ε?己內(nèi)酯收率56.9%。
[0037] 實(shí)施例4[0038] 將280g的質(zhì)量濃度35%過氧乙酸溶液加入帶有磁力攪拌子的三口燒瓶中,加入1g甘氨酸、1g精氨酸,控制體系溫度0℃~50℃之間攪拌均勻。向反應(yīng)體系中加入100g環(huán)己酮
(1h內(nèi)加完),控制反應(yīng)體系溫度35℃~37℃之間攪拌反應(yīng)24h后,冷卻至20℃,得到產(chǎn)物。
[0039] 利用氣相色譜對實(shí)施例4中得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析,得到環(huán)己酮轉(zhuǎn)化率66%,ε?己內(nèi)酯收率39.5%。
[0040] 實(shí)施例5[0041] 將280g的質(zhì)量濃度37%過氧乙酸溶液加入帶有磁力攪拌子的三口燒瓶中,加入2g甘氨酸,控制體系溫度15℃~50℃之間攪拌均勻。向反應(yīng)體系中加入100g環(huán)己酮(1h內(nèi)加
完),控制反應(yīng)體系溫度37℃~39℃之間攪拌反應(yīng)12h后,冷卻至20℃,得到產(chǎn)物。
[0042] 利用氣相色譜對實(shí)施例5中得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析,得到環(huán)己酮轉(zhuǎn)化率76%,ε?己內(nèi)酯收率52.6%。
[0043] 實(shí)施例6[0044] 將280g的質(zhì)量濃度35%過氧乙酸溶液加入帶有磁力攪拌子的三口燒瓶中,加入1g精氨酸,控制體系溫度0℃~50℃之間攪拌均勻。向反應(yīng)體系中加入100g環(huán)己酮(1h內(nèi)加
完),控制反應(yīng)體系溫度48℃~50℃之間攪拌反應(yīng)1h后,冷卻至20℃,得到產(chǎn)物。
[0045] 利用氣相色譜對實(shí)施例6中得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析,得到環(huán)己酮轉(zhuǎn)化率45%,ε?己內(nèi)酯收率33%。
[0046] 實(shí)施例7[0047] 將280g的質(zhì)量濃度30%過氧乙酸溶液加入帶有磁力攪拌子的三口燒瓶中,加入1g精氨酸,控制體系溫度20℃~50℃之間攪拌均勻。向反應(yīng)體系中加入100g環(huán)己酮(1h內(nèi)加
完),控制反應(yīng)體系溫度35℃~37℃之間攪拌反應(yīng)1h后,冷卻至20℃。
[0048] 利用氣相色譜對實(shí)施例7中得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析,得到環(huán)己酮轉(zhuǎn)化率37%,ε?己內(nèi)酯收率27.3%。
聲明:
“環(huán)酮催化氧化制備內(nèi)酯的方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)