一種1,2-環(huán)戊二醇的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種1,2-環(huán)戊二醇的制備方法，包括如下步驟：1）氧化反應(yīng)：在反應(yīng)體系中加入一定量的原料環(huán)戊烯、催化劑、助催化劑和雙氧水，在35～45℃下反應(yīng)4～6小時(shí)，得到環(huán)戊烯的氧化產(chǎn)物環(huán)氧環(huán)戊烷；2）水解反應(yīng)：在前述的氧化產(chǎn)物環(huán)氧環(huán)戊烷中加入一定量的去離子水，以固體質(zhì)子酸作為催化劑，在70～90℃下水解反應(yīng)80～110小時(shí)；3）產(chǎn)物分離：將水解反應(yīng)后得到的混合物減壓蒸餾得到產(chǎn)物1,2-環(huán)戊二醇。本發(fā)明提供的1,2-環(huán)戊二醇的制備方法，采用雙氧水作為氧化劑，采用Fe-Cu主催化劑+KCl助催化劑進(jìn)行催化；氧化劑易得、成本低、反應(yīng)生成水對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生污染；催化劑易得、成本低、毒性小、活性高、穩(wěn)定性強(qiáng)；產(chǎn)物收率高，且生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單易操作。
【專利說(shuō)明】—種1, 2-環(huán)戊二醇的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種1，2-環(huán)戊二醇的制備方法，屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)戊二醇是制備環(huán)戊二酮的重要中間體，環(huán)戊二酮在化工、醫(yī)藥等很多方面都有廣泛用途，如用作化學(xué)溶劑、香料、醫(yī)藥中間體、農(nóng)藥中間體、有機(jī)中間體、食品添加劑等。環(huán)戊二醇通常由環(huán)戊烯通過(guò)烯烴的雙羥基化反應(yīng)氧化制得。烯烴雙羥基化反應(yīng)使用的催化劑通常有鋨、釕和錳的氧化物，其中OsO4對(duì)烯烴加成的選擇性和可靠性最高。但是由于四氧化鋨價(jià)格昂貴、毒性大，用于大量有機(jī)制備的意義不大。因此，尋找一種催化效果好、環(huán)境友好且成本低的催化劑體系具有非常重要的意義。
[0003]由環(huán)戊烯制備環(huán)戊二醇，要生成中間產(chǎn)物環(huán)氧基環(huán)戊烷，環(huán)氧基環(huán)戊烷進(jìn)一步水解就生成環(huán)戊二醇，其中環(huán)戊烯的環(huán)氧化反應(yīng)是關(guān)鍵。不論在極性或是非極性溶劑中，烯烴與過(guò)酸作用都容易發(fā)生環(huán)氧化，通常這被認(rèn)為是一種分子反應(yīng)，實(shí)際上加成是立體專一性的。環(huán)戊烯的環(huán)氧化是一個(gè)催化氧化過(guò)程，催化劑和氧化劑的選擇是關(guān)鍵。以氧氣和過(guò)氧化氫為氧源的烯烴催化環(huán)氧化反應(yīng)備受人們的青睞。以氧氣為氧源的氣固相反應(yīng)除了乙烯空氣直接氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化外，其他烯烴的空氣直接氧化很少獲得成功，主要原因在于烯丙位的C-H鍵更易被氧化，生成大量的副產(chǎn)物。以氧氣為氧源的均相催化體系也有研究，并且一些體系也取得了較好的結(jié)果，但是催化劑多是金屬配合物，穩(wěn)定性低，而且回收困難。相比之下，過(guò)氧化氫由于具有較多的活性氧并且在反應(yīng)后生成對(duì)環(huán)境無(wú)害的水，是一種理想的環(huán)境友好氧源。近年來(lái)，以過(guò)氧化氫為氧源的催化烯烴環(huán)氧化體系的開(kāi)發(fā)成為環(huán)氧化研究領(lǐng)域的主導(dǎo)并取得了很大進(jìn)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種在催化劑和氧化劑存在的條件下，由環(huán)戊烯氧化水解制備1，2-環(huán)戊二醇的生產(chǎn)方法。
[0005]本發(fā)明解決的是現(xiàn)有的1，2-環(huán)戊二醇的制備方法中存在的催化劑成本高、環(huán)境友好性差，以及氧化劑的氧化效果不夠理想、對(duì)環(huán)境的污染大等缺陷。
[0006]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種1，2-環(huán)戊二醇的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟:1)氧化反應(yīng):在反應(yīng)體系中加入一定量的原料環(huán)戊烯、催化劑、助催化劑和雙氧水，在35~45°C下反應(yīng)4~6小時(shí)，得到環(huán)戊烯的氧化產(chǎn)物環(huán)氧環(huán)戊烷；原料中環(huán)戊烯和雙氧水的質(zhì)量比為3.5~4.5:1 ;2)水解反應(yīng):在前述的氧化產(chǎn)物環(huán)氧環(huán)戊烷中加入一定量的去離子水，以固體質(zhì)子酸作為催化劑，在70~90°C下水解反應(yīng)80~110小時(shí)；3)產(chǎn)物分離:將水解反應(yīng)后得到的混合物減壓蒸餾除去水分后，進(jìn)一步減壓蒸餾得到產(chǎn)物1，2-環(huán)戊二醇。
[0007]所述的催化劑采用Fe-Cu催化體系，所述催化體系中Fe與Cu的質(zhì)量比為49:8。
[0008] 所述的助催化劑為氯化鉀、氯化鈉中的任意一種或兩者的混合物。
[0009]進(jìn)一步的，所述的混合助催化劑中氯化鉀與氯化鈉的摩爾比為0.5~2:1。
[0010]所述的催化劑、助催化劑和雙氧水的質(zhì)量比為1.0:0.02~0.03:1.5~2.0。
[0011]所述的水解反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物與去離子水的質(zhì)量比為1:3~5。
[0012]所述的1，2-環(huán)戊二醇的制備方法的反應(yīng)式如下:

【權(quán)利要求】
1.一種1，2-環(huán)戊二醇的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括如下步驟:1)氧化反應(yīng):在反應(yīng)體系中加入一定量的原料環(huán)戊烯、催化劑、助催化劑和雙氧水，在35~45°C下反應(yīng)4~6小時(shí)，得到環(huán)戊烯的氧化產(chǎn)物環(huán)氧環(huán)戊烷；原料中環(huán)戊烯和雙氧水的質(zhì)量比為3.5~4.5:1 ；2)水解反應(yīng):在前述的氧化產(chǎn)物環(huán)氧環(huán)戊烷中加入一定量的去離子水，以固體質(zhì)子酸作為催化劑，在70~90°C下水解反應(yīng)80~110小時(shí)；3)產(chǎn)物分離:將水解反應(yīng)后得到的混合物減壓蒸餾除去水分后，進(jìn)一步減壓蒸餾得到產(chǎn)物1，2-環(huán)戊二醇。
2.如權(quán)利要求1所述的一種1，2-環(huán)戊二醇的制備方法，其特征在于所述的催化劑采用Fe-Cu催化體系，所述催化體系中Fe與Cu的質(zhì)量比為49:8。
3.如權(quán)利要求1所述的一種1，2-環(huán)戊二醇的制備方法，其特征在于所述的助催化劑為氯化鉀、氯化鈉中的任意一種或兩者的混合物。
4.如權(quán)利要求3所述的一種1，2-環(huán)戊二醇的制備方法，其特征在于所述的混合助催化劑中氯化鉀與氯化鈉的摩爾比為0.5~2:1。
5.如權(quán)利要求1至4所述的一種1，2-環(huán)戊二醇的制備方法，其特征在于所述的催化劑、助催化劑和雙氧水的質(zhì)量比為1.0:0.02~0.03:1.5~2.0。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種1，2-環(huán)戊二醇的制備方法，其特征在于所述的水解反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物與去離子水的質(zhì)量比為1:3~5。
【文檔編號(hào)】C07D303/06GK104177230SQ201410375699
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】翁高翔, 沈紀(jì)達(dá), 張俊 申請(qǐng)人:浙江阿爾法化工科技有限公司