一種乙醯丙酮金屬化合物的合成方法
2023-11-01 03:32:57 1
專利名稱：一種乙醯丙酮金屬化合物的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種乙醯丙酮金屬化合物的製備方法。
背景技術：
乙醯丙酮金屬化合物含e-二酮結構，可以通過與PVC進行烷基化反應迅速置換 PVC加工期間生成的烯丙基氯，使共軛多烯烴的分子鏈中斷、變短，起到良好的熱穩 定作用，尤其在改善PVC製品的初期著色性方面具有優異的效果，同時可以與多種熱
穩定劑具有協同作用。同時在催化，製備半導體材料等方面有廣泛的用途。
文獻[l] CN1299392報導了一種乙醯丙酮化合物的合成方法。該方法是將金屬氧 化物和溶劑丙酮/甲醇混合物加入到反應器中，將混合物加熱到回流溫度，lh後加入 乙醯丙酮，同時將反應保持在回流狀態反應lh，蒸餾掉有機溶劑，真空乾燥。該方法 反應溫度高，生成成本高，需要溶劑回收，操作複雜。
文獻[2]US20040127690A1報導了一種乙醯丙酮化合物的合成方法。該方法是將金 屬可溶性鹽與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化物沉澱，然後對沉澱進行充分洗滌已完全 除去吸附的鹼，最後以純淨的氫氧化物固體粉末與乙醯丙酮反應合成乙醯丙酮金屬化 合物。該方法其工藝包括兩個過程，操作較為複雜。目前關於乙醯丙酮金屬報導的化 合物報導不多，而且已有的製備方法存在許多缺點，如製備裝置複雜，操作步驟多， 費時長，生產成本高，對人體傷害大，產率低，反應時間長。
文獻[3] CN1358691報導了全返混液膜反應器製備納米水滑石能使共沉澱反應中 反應物瞬間完全混合，使其同步成核，達到成核粒子的均勻性，使產物粒徑達到納米 量級，解決了傳統反應器混合不均勻，粒子尺寸分布不均勻，在與其它物質反應時， 反應時間長短不一的缺點。本文採用全返混液膜反應器製備氫氧化物，縮短了乙醯丙 酮與氫氧化物沉澱的反應時間。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有的乙醯丙酮金屬化合物製備技術存在的缺陷，採用 全返混液膜反應器製備的納米量級的氫氧化物沉澱漿液直接與乙醯丙酮反應，達到反 應時間短、效率高，產品收率高的效果。該方法操作方便安全，製備工藝簡單，經濟外1禾。
具體製備方法如下
A將可溶性金屬鹽溶於去離子水配製成濃度為10-20wty。的鹽溶液，另用NaOH和 去離子水水配成濃度為5-15wty。的鹼溶液，將上述兩種溶液按完全反應的化學劑量比， 以相同的流速加入全返混液膜反應器使其快速混合，全返混液膜反應器的間隙為 0.02-0. lmm，轉速為2000 — 5000轉/分，得到成核粒子粒徑為納米量級的氫氧化物沉 澱漿液，將混合的漿液移至帶有夾套和攪拌裝置的反應器中。上述所用的可溶性金屬 鹽為金屬鋅、鈣、鎂、鋁，釔、鐵或鑭的硝酸鹽或氯化物；
B以步驟A生成的氫氧化物沉澱為基準，乙醯丙酮的用量為其與氫氧化物完全反 應的化學劑量比用量的l-5倍，較好的是1.2-2倍，將乙醯丙酮加入上述反應器中， 常溫下與600-2500轉/分的攪拌速度下反應0. 5-lh，得到乙醯丙酮金屬化合物。
C反應結束後將反應混合物抽濾，用去離子水對沉澱進行洗滌，於30-7(TC下真 空乾燥，得到目標產物一乙醯丙酮金屬化合物。
對所得產品做熱重分析，以熱重(TG)曲線上第一階段的失重確定乙醯丙酮化合 物的分分子數，結合總碳含量分析結果和X光螢光光譜測定結果，確定乙醯丙酮鋅的 化學式Zn (CH3C0CHC0CH3) 2 H20，乙醯丙酮鈣的化學式Ca (CH3C0CHC0CH3) 2，乙醯丙 酮鎂的化學式Mg (CH3C0CHC0CH3) 2 H20，乙醯丙酮鋁的化學式Al (CH3C0CHC0CH:i) 3
本發明的創造點在於使用了全返混液膜反應器，以及如何確定沉澱過程中鹼的用 量和轉晶過程乙醯丙酮的用量對反應手率均有明顯影響。使金屬鹽溶液和鹼溶液以相 同的流速通過全返混液膜反應器，通過控制間隙的大小和轉速的大小，製備成核粒子 均一，粒徑為納米級的氫氧化物，與普通方法製備的氫氧化物相比，此方法製備的氫 氧化物與乙醯丙酮反應的時間大大縮短。沉澱過程中當鹼用量較小時沉澱反應的PH 值較低，氫氧化物不能完全沉澱，直接影響最終收率；當鹼用量較大時沉澱反應混合物 的PH值較高，氫氧化物沉澱完全，但是過量的鹼容易與呈酸性的乙醯丙酮反應，從 而加速了副反應的進行，因此鹼的用量與金屬鹽的摩爾比符合計量比較好。乙醯丙酮 的用量太小，反應不能進行完全，相反，其用量太大時生成的乙醯丙酮化合物將溶解 其中，從而降低了產品收率以及給後處理造成負擔。以生成的氫氧化物沉澱為基準， 實際乙醯丙酮的用量應為按化學計量比計算乙醯丙酮的用量的l一5倍為宜，考慮經濟 及產率最好是1.2-2倍。按上述的原料用量和反應條件，四種乙醯丙酮金屬化合物的收率保持在95%以上。
本發明的有益效果是通過全返混液膜反應器高速混合後，縮短了反應時間，省 略了對氫氧化物沉澱的洗滌、乾燥過程，從而提高了製備效率，節省了原料，降低了 反應成本，由於沒有加入其它有機溶劑(苯、甲醇等)，對人體危害減小。通過控制沉 澱過程中鹼的用量，和轉晶過程中乙醯丙酮的用量提高了產品的收率。本發明的製備
工藝簡單，操作方便，產品收率大於95具體實施例方式
實施例h
稱量68kg氯化鋅(ZnCl2)與453.3kkg去離子水混合配成濃度為15^%的氯化鋅 溶液；將40kgNaOH溶於615kg去離子水中配成氫氧化鈉含量為6.5wt。/Q的溶液，以相 同速度加入到旋轉液膜反應器中，全返混液膜反應器的間隙為0.02醒，轉速為2000 轉/分將漿液移至帶有夾套和攪拌裝置的容器中；將150kg乙醯丙酮加入反應器與上 述混合物反應，在800轉/分的攪拌速率下反應45分鐘，生成白色乙醯丙酮晶體。將 混合物抽濾對產物進行充分洗滌，最後與7(TC下真空乾燥得到133. 9kg產品，經測定， 所得產物的化學式是Zn (CH3C0CHC0CH3) 2 H20 ，產品收率為95. 3%。
實施例2:
稱量55kg氯化轉(CaCl2)與366. 7kg去離子水混合配成濃度為15 wt %的氯化 鋅溶液將40kgNaOH溶於615kg去離子水中配成氫氧化鈉含量為6. 5 wt %的溶液，以 相同速度加入到旋轉液膜反應器中，全返混液膜反應器的間隙為0.04隱，轉速為3000 轉/分將漿液移至帶有夾套和攪拌裝置的容器中；將250kg乙醯丙酮加入燒瓶與上述混 合物反應，在800轉/分的攪拌速率下反應45分鐘，生成白色乙醯丙酮晶體。將混合 物抽濾對產物進行充分洗滌，最後與7(TC下真空乾燥得到113.9kg產品，經測定，所 得產物的化學式是Ca (CH3COCHCOCH3) 2產品收率為96. 1%
實施例3:
稱量66kg氯化鎂(MgCl26H20)與316. 7kg去離子水混合配成濃度為15 wt %的氯 化鋅溶液；將40kgNaOH溶於615kg去離子水中配成氫氧化鈉含量為6. 5% wt的溶液， 以相同速度加入到旋轉液膜反應器中，全返混液膜反應器的間隙為0.06mm，轉速為 4000轉/分將漿液移至帶有夾套和攪拌裝置的容器中；將350kg乙醯丙酮加入燒瓶與上述混合物反應，在800轉/分的攪拌速率下反應45分鐘，生成白色乙醯丙酮晶體。 將混合物抽濾對產物進行充分洗漆，最後與70。C下真空乾燥得到106.3kg產品，經測 定，所得產物的化學式是Mg (CH3COCHCOCH3) 2，產品收率為95. 8% 實施例4:
稱量66.45kg氯化鋁(A1C13)與443kg去離子水混合配成濃度為15 wt °/。的氯化 鋅溶液；將40kgNaOH溶於615kg去離子水中配成氫氧化鈉含量為6. 5 wt %的溶液， 以相同速度加入到旋轉液膜反應器中，全返混液膜反應器的間隙為0.08ram，轉速為 5000轉/分將漿液移至帶有夾套和攪拌裝置的容器中；將450kg乙醯丙酮加入燒瓶與 上述混合物反應，在800轉/分的攪拌速率下反應45分鐘，生成淺黃色乙醯丙酮晶體。 將混合物抽濾對產物進行充分洗滌，最後與7(TC下真空乾燥得到157.6kg產品，經測 定，所得產物的化學式是Zn (CH3COCHCOCH3) 2 H20 ，產品收率為97.3 %。
權利要求
1. 一種乙醯丙酮金屬化合物的製備方法，具體製備方法如下A將可溶性金屬鹽溶於去離子水配製成濃度為10-20wt％的鹽溶液，另用NaOH和去離子水水配成濃度為5-15wt％的鹼溶液，將該兩種溶液按完全反應的化學劑量比，以相同的流速加入全返混液膜反應器使其快速混合，全返混液膜反應器的間隙為0.02-0.1mm，轉速為2000—5000轉/分，得到成核粒子粒徑為納米量級的氫氧化物沉澱漿液，將混合的漿液移至帶有夾套和攪拌裝置的反應器中；所述的可溶性金屬鹽為金屬鋅、鈣、鎂、鋁，釔、鐵或鑭的硝酸鹽或氯化物；B以步驟A生成的氫氧化物沉澱為基準，乙醯丙酮的用量為其與氫氧化物完全反應的化學劑量比用量的1-5倍，將乙醯丙酮加入上述反應器中，常溫下與600-2500轉/分的攪拌速度下反應0.5-1h；C反應結束後將反應混合物抽濾，用去離子水對沉澱進行洗滌，於30-70℃下真空乾燥，得到目標產物--乙醯丙酮金屬化合物。
2. 根據權利要求1所述的乙醯丙酮金屬化合物的製備方法，其特徵是步驟B所 述的乙醯丙酮的用量為其與氫氧化物完全反應的化學劑量比用量的1. 2-2倍。
全文摘要
本發明提供了一種乙醯丙酮金屬化合物的製備方法，是將可溶性金屬鹽溶液與鹼溶液通過全返混液膜反應器快速混合，製備的納米量級的氫氧化物沉澱漿液，不用分離氫氧化物沉澱，直接向其中加入乙醯丙酮使其在常溫下反應生成乙醯丙酮金屬化合物。本發明利用全返混液膜反應器合成納米級氫氧化物，從而縮短了氫氧化物與乙醯丙酮反應時間，提高了製備效率，同時通過控制鹼和轉晶過程乙醯丙酮的加入量，較大的提高了反應產率。本發明採用的製備工藝簡單，操作方便，反應時間短，所得的產品收率大於95％。
文檔編號C07C49/00GK101503343SQ200910080718
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月27日 優先權日2009年3月27日
發明者劉青寶, 李殿卿, 林彥軍 申請人:北京化工大學