Lewis酸性離子液體催化合成二苯甲酮的研究

蔡亮（西安瑞聯新材料股份有限公司，陜西 西安710077）

0 引言

二苯甲酮是有機物質合成的重要催化劑和中間物質，也是精細化學生產中必不可少的關鍵添加劑。二苯甲酮在化學產品生產過程中廣泛的應用于藥物、有機顏料、塑料制品、香精香料添加劑、日用品、部分電子化學用品等相關行業，對于化學合成物品的制成具有重要意義。而其生成也是由許多化學試劑、催化劑在特定制備條件下配合完成的，因此，從生成所需基本條件入手，對其催化合成過程進行深入研究探討，能適時幫助科研人員加深對它化學結構的理解，進而有效開拓出能科學對其利用的新領域?；瘜W產品制作普遍存在一定危險性，二苯甲酮也不例外。因此，在現有研究成果的基礎上，科學開創出一套環境污染小、高效節能且實際效益高的二苯甲酮綠色開發新工藝，是切實對化學產品制作具有深刻現實意義及實際經濟價值的可持續適應性辦法。

1 二苯甲酮制作

二苯甲酮是化學產品制作的重要中間物質，主要應用于有機化學合成，其實際應用涉獵范圍廣。二苯甲酮的傳統工業制作方法有很多，而目前行業內實際應用較多的用甲苯酰氯和苯進行系列Friedel-Crafts ?；磻啥郊淄?。在進行系列Friedel-Crafts ?；磻^程中，需要適時添加適量摩爾量的三氯化鉀，讓其作為?；呋瘎┯行苿舆@一化學反應的進程。但三氯化鉀會二苯甲酮發生強烈的絡合反應，因此，在實驗過程中就需要加入大量的酸性水溶解溶液，以中和反應作為水解媒介，幫助提高產物的實際生成率。大量酸性水溶液的加入，會增加三氯化鉀的參與反應量，使其得到水解，水解離子與酸反應，進而過量產生含鋁鹽的廢酸，這不僅會在一定程度上造成經濟成本損失，還會嚴重到環境。這種傳統的二苯甲酮生產工藝中大量加入的酸性水溶液，大多都是無機液體Lewis 酸和質子酸催化劑。就二苯甲酮生產而言，這些酸性化學物質能很好的發揮作用，有效推動化學過程進行，但其存在著腐蝕性強，選擇性差、適應度低、實際利用率低、產品與催化劑易結合不易分離、環境污染嚴重等系列問題。這些問題會對二苯甲酮的社會價值造成影響，也會影響化學產品制作行業的可持續發展。因此，從制作工藝改進、使用化學物品更新這些方面做起，在適時加快化學工業快速發展的同時增加對社會環境的關注，最大程度的促進提高二苯甲酮綜合價值。

2 Lewis酸性離子液體的使用意義

酸性液體對于二苯甲酮的生產制造具有重要意義，它不僅能有效催化二苯甲酮的反應過程進行，也能適時與其水解鹽結合，幫助提高整個化學反應的產物實際生成率，以此促進實現其現實經濟效益。隨著環保社會的不斷進步，二苯甲酮生產過程中存在的一些不利于資源環境可持續發展的因素的嚴重性逐漸得到行業重視，生產單位也適時采取系列措施對其生產環節進行改進，以此在有效提高產品質量和效率的同時減少不良影響。二苯甲酮生產過程中加入的大量酸性水溶液是爭議性最大的因素，所以，在后期的二苯甲酮制作過程中，酸性水溶液被固體酸催化劑代替，工藝替代目的在于減少與三氯化鉀的絡合反應，降低化學產品生產結束后的含鋁鹽等化學廢物的產生。但固體酸催化劑相比較于傳統酸性水溶液而言，存在著易失活、反應配合度低、化學物品活性低、催化作用較差、實際參與反應時間短、積碳化嚴重等一系列影響化學速率及最終產物生成率的問題。這些問題在一定程度上制約了二苯甲酮制作工藝的可持續化工業發展和現實經濟效益的實現。因此，科學合理的開發環境污染小、綜合效益高的催化二苯甲酮化學反應高效進行的酸性中間物質，對于二苯甲酮的綠色制作和新工藝工業發展都具有重要意義。

Lewis 酸性離子液體是一種新型的功能化酸性離子液體，它有機的將離子液體的結構和酸性化學物質的特點進行結合，最大程度上發揮其催化作用，也有效避免與水解鹽的合成，還能適時與其他功能化酸性離子液體合作，進行協同催化，顯著幫助提高化學物品生產的催化性能。最重要的是，這種協同合作的功能性催化劑，還能進行重復循環利用，且對其所催化的化學反應速率沒有影響，高度適應可持續發展要求。Lewis 酸性離子液體相比較于傳統二苯甲酮生產工藝中使用的酸性水溶液和固體酸催化劑而言，具有一定的環境友好性。它不僅具有酸性水溶液的液體流動性好、酸性位密度大、酸強度高和酸性分布均勻等特點，還具有固體酸催化劑的易分解使用、循環利用等優點，卻適時避免了與主要化學物質反應、影響最終產物生成率等催化劑的致命問題。Lewis酸性離子液體具有常規化學催化物質的特征，也具有可調變酸性特點的功能性，以此有效增強了自身催化實力。Lewis酸性離子液體的功能性在搭配其他合適的化學反應催化劑一起使用時，能合理發揮協同作用，幫助提高反應轉化率及主要產物選擇率。因此，在二苯甲酮的制作過程中，采用Lewis 酸性離子液體這類功能性酸來替代傳統的酸性催化劑，是新時期化學產品生產的進步，也是切實提升二苯甲酮實際經濟價值的實際可實施辦法。

3 催化合成二苯甲酮

Lewis酸性離子液體的功能性使其同時兼具綠色液體溶液和高效催化劑的優點，尤其是其分子和離子的可分開設計性，在最大程度上滿足了各種不同的化學產品生產反應過程的需求，這也使其具有一定的代替工業酸性催化物質的潛質。Lewis 酸性離子液體這類功能化酸性催化劑的制成是靠改變液體中陰、陽離子的種類及配比而調配合成得到的，不同比例調制生成的酸性離子液體催化劑的結構和性質大不相同。在酸性離子液體催化劑制成之后，還應對其酸性進行測定，以此判斷其是否為符合功能化酸性離子液體催化劑，是否能夠催化苯和甲苯酰氯的Friedel-Crafts ?；磻行蜷_展進行。甲苯酰氯和苯進行系列Friedel-Crafts ?；磻窃诔阂合逻M行的，所以在三頸燒瓶內適量加入反應所需化學物質之后，控制好反應溫度，開動磁力對其進行回流攪拌并把握好時間。在其大致反應結束之后用適量體積的石油醚對其進行分液提取，最后進行離子液體的酸性測定和結果分析。離子液體的酸性測定大多是采用乙腈探針分子紅外光譜法，在各離子液體與乙腈混合后，尋找Lewis酸的特征峰，確保合成樣品具有Lewis酸性，而反應物之間的酰基化反應就是在Lewis酸性離子液體的催化下進行的。

4 結語

綜上所述，Lewis 酸性離子液體是化學產品制作發展的新型適應性產物。且Lewis 酸性離子液體的酸強度越高，其對于苯和甲苯酰氯的Friedel-Crafts ?；磻拇呋钚约胺磻俾实挠绊懢驮缴?。作為二苯甲酮制作反應的催化物質而言，它吸收了傳統工藝中使用的催化劑的催化性能，并科學高效的規避了原有問題的發生。在適時提高本身催化效率的同時開拓了許多其他附帶功能，最大程度幫助實現了化學產品生產的價值，創造出可觀經濟效益，減少對社會環境的污染。在化學產品加快工業化發展的同時，提高其對環境影響的重視程度，有機的將其經濟價值與社會價值進行綜合評估分析，以此推動綠色化學工藝的有序發展。