3,4-己二酮具有近似于黄油气味,是一种广泛用于软饮料、冰冻食品、糖果、胶冻及布丁中的香料。3,4-己二酮不仅可以作为香料,而且还是一种重要的反应中间体和化学试剂,具有广泛的应用价值。
本文将介绍以丙醛为原料,通过噻唑盐催化偶联制备丙偶姻,反应不加有机溶剂,用无机碱碳酸钠替代三乙胺,提高了反应器效率并大大降低了产品分离难度。该方法所用催化剂和碳酸钠的量分别为丙醛质量的1%和0.5%,满足了工业化的要求;偶姻采用30%H2O2/FeSO4・7H2O2体系氧化制备3,4-已二酮,铁盐可以循环使用,不会造成环境污染,对于环保生产具有重要意义。
合成方法[1]
1、噻唑盐催化剂的制备
在装有机械搅拌、配有干燥管的回流冷凝管和温度计的250mL圆底三口烧瓶中,加入43g(0.3mol)噻唑,33g(0.3mol)溴乙烷和150mL乙腈,回流反应24h冷却至室温,结晶抽滤,用2X50mL的乙腈洗涤,真空干燥得产物50g,产率96%,备用。
2、丙偶姻的制备
在500mL高压反应釜中,加入200g(3.33mol)新蒸的丙醛,2g噻唑盐和1g碳酸钠。升温至120℃,搅拌反应4h。冷却至室温后取出反应液,减压蒸馏,收集90~100℃(2.66kPa)的馏分,得丙偶姻180g。气相色谱显示,丙醛转化率98%,选择性92%。
3、3,4-己二酮的制备
在装有机械搅拌、温度计和蒸馏装置的1L三口烧瓶中依次加入FeSO4・7H2O2 78g(1mol)和浓H2SO4 50g、水100mL的混合液。水浴冷却下滴加75g 30%H2O2氧化温度控制在40℃以下,滴加时间约30 min。H2O2滴加完毕后,升温至80℃,滴加丙偶姻48g(0.8mol),并逐渐提高反应温度将产物蒸出(最高至105℃),得到3,4-己二酮和水的混合液,分去水层得3,4-己二酮41g,产率为85%(将水层重新蒸馏还可以得到少量产物)。GC显示产物质量分数>98%。通过GC和标准样对照确定了产物的结构。
4、FeSO4的重复使用
在上述反应剩余氧化液中补加15g的FeSO4・7H2O2和3g浓H2SO4用30%H2O2氧化后蒸去70g水,再重复上述操作,得到3,4-己二酮39g,产率为81%。

参考文献
[1]梁立冬,王之建,贾卫民,等. 绿色催化合成3,4-己二酮[J]. 上海应用技术学院学报(自然科学版),2011,11(1):34-36,41. DOI:10.3969/j.issn.1671-7333.2011.01.008.