异佛尔酮是丙酮的深加工产品,广泛应用于医药、香料、涂料和胶粘剂等的合成,其有α-和β-两种异构体,而工业异佛尔酮中通常含有98.8%的α-异佛尔酮和0.58%的β-异佛尔酮。其中,α-异佛尔酮(3,5,5-三甲基-2-环己烯-1-酮)分子结构中存在π-π共轭,相对比较稳定,不易被氧化;β-异佛尔酮(3,5,5-三甲基-3-环己烯-1-酮)是合成食用香料及维生素E的重要中间体,也是合成烟用香料氧化异佛尔酮(2,6,6-三甲基-2-环己烯-1,4-二酮,KIP)的主要原料。以异佛尔酮作为原料催化氧化得到的氧化异佛尔酮是合成许多类胡萝素、维生素、香料等化合物的重要中间体,在食品和化妆品制剂中作为调味剂或香料被人们广泛的使用。虽然氧化异佛尔酮是一种在大自然中存在的天然产物,可以从植物组织中直接提取,但这个过程不仅需大量的原料,而且产率也非常低,远远满足不了人们对他的需求。自1970以来,人工合成氧化异佛尔酮在国内外得到了广泛关注,研究β-异佛尔酮和氧化异佛尔酮的合成工艺具有重要意义。本文以工业异佛尔酮为起始原料,经催化反应精馏法合成β-异佛尔酮,再经催化氧化合成氧化异佛尔酮。论文共分三章,主要研究内容及研究结果有:1.介绍了异构化反应的定义、分类,重点综述了目前异佛尔酮的异构化的研究进展;介绍了催化氧化的定义、及催化氧化的工艺用途,重点介绍了目前β-异佛尔酮相关的催化氧化的研究进展,并确立了合成β-异佛尔酮和氧化异佛尔酮的工艺路线:以α-异佛尔为起始原料,经催化反应精馏法制得β-异佛尔酮,再经催化氧化合成氧化异佛尔酮。2.主要研究了异佛尔酮异构化,通过反应精馏法制取β-异佛尔酮。探讨了催化和非催化条件下α-异佛尔酮的热异构化反应,考察了催化剂种类和催化剂用量及操作条件对异构化反应的影响,研究了精馏柱、填料、回流比等因素对催化反应精馏法制备β-异佛尔酮的影响,重点讨论了精馏柱顶温对β-异佛尔酮纯度的影响,α-异佛尔酮异构化反应的热力学和精馏塔中填料高度对异构化的影响进行了相关研究。研究结果表明,210℃异构化产物中β-异佛尔酮的平衡含量仅为1.6%,通过催化反应精馏技术,在优化条件下可获得纯度达98%以上的β-异佛尔酮。3.研究了β-异佛尔酮氧化催化生成氧化异佛尔酮的反应规律。考察了反应温度、吡啶的量、催化剂的量以及氧化剂(氧气和空气)等对氧化反应的影响。实验结果表明,以乙酰丙酮氧钒作催化剂,60℃空气氧化48 h,氧化液中氧化异佛尔酮含量高达92%,KIP产率达85%以上。