專(zhuān)利名稱(chēng)：一種1,3-二氧戊環(huán)系化合物及醇系化合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種1，3-二氧戊環(huán)系化合物的制備方法及一種醇系化合物的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的乙二醇的生產(chǎn)工藝，主要是在高溫高壓下，將環(huán)氧乙烷與大量水反應(yīng)，二者質(zhì)量比約為1: 10，該工藝乙二醇選擇性低，流程長(zhǎng)，能耗大，設(shè)備投資也較大。也有首先將環(huán)氧乙烷與丙酮反應(yīng)生成1，3-二氧戊環(huán)類(lèi)化合物，然后水解制備乙二醇的工藝，該工藝解決了傳統(tǒng)的環(huán)氧乙烷水解工藝存在的能耗大，設(shè)備投資大的問(wèn)題，在降低水用量的同時(shí)，可以減少副產(chǎn)物二甘醇。然而該工藝的關(guān)鍵在于1，3-二氧戊環(huán)類(lèi)化合物的制備。目前，制備1，3-二氧戊環(huán)類(lèi)化合物的方法有很多，按反應(yīng)物分類(lèi)，一般有兩種:第一種，以鄰二醇類(lèi)化合物和含羰基的化合物(醛或酮)為反應(yīng)物，反應(yīng)生成1，3-二氧戊環(huán)類(lèi)化合物和水；第二種，環(huán)氧化合物與醛或酮反應(yīng)生成1，3_ 二氧戊環(huán)類(lèi)化合物。在有機(jī)合成領(lǐng)域，第一種方法常用于鄰二羥基或羰基官能團(tuán)的保護(hù)和鄰二醇類(lèi)化合物的氣相色譜分析；第二種方法文獻(xiàn)報(bào)道的較少，其中具有潛在工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的實(shí)例是在催化劑作用下，環(huán)氧乙燒和丙酮反應(yīng)制備2, 2- 二甲基3- 二氧戍環(huán),然后水解2, 2- 二甲基3- 二氧戍環(huán)制備乙二醇。文獻(xiàn)報(bào)道的第二種方法典型的有以下幾種:美國(guó)化學(xué)會(huì)期刊文獻(xiàn)(J.0rg.Chem.1978，43，438-440)報(bào)道了在無(wú)水硫酸銅催化劑作用下，環(huán)氧化合物(I)與丙酮反應(yīng)制備2，2_ 二甲基-1，3-二氧戊環(huán)衍生物。但該方法對(duì)于結(jié)構(gòu)通式為(I)式的環(huán)氧 化合物，當(dāng)R1至R4基團(tuán)中有I個(gè)或2個(gè)基團(tuán)是烷基、其余為氫原子時(shí)，所述環(huán)氧化合物與丙酮反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較低(5-50% )，并且反應(yīng)需使用大量的丙酮(丙酮與環(huán)氧化合物摩爾比大于 16)。
權(quán)利要求
1.種1，3-二氧戊環(huán)系化合物的制備方法，該方法包括:在環(huán)化反應(yīng)條件下，將式(II)所示的第一種原料環(huán)氧化合物和通式為R5COR6的第二種原料醛或酮與催化劑接觸得到混合物，從所述混合物中分離得到式(I)所示的1，3_二氧戊環(huán)系化合物，其特征在于，所述催化劑含有無(wú)水氯化鋅；
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述催化劑還含有離子液體1-烷基-3-甲基咪唑鹽，1-烷基-3-甲基咪唑鹽與無(wú)水氯化鋅的摩爾比為0.1-10: 1，優(yōu)選為1-4: I。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中，所述環(huán)化反應(yīng)條件包括:接觸的溫度為零下20°C至零上150°C，優(yōu)選為30°C -80 °C ;壓力為常壓至5MPa，優(yōu)選為常壓至2MPa ;第一種原料、第二種原料與無(wú)水氯化鋅的摩爾比為1: 0.1-10: 0.1-1，優(yōu)選為1:1-4: 0.1-0.4。
4.據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述離子液體1-烷基-3-甲基咪唑鹽中的烷基為Cl-ClO的直鏈或支鏈烷基中的一種；陰離子為鹵離子、PF6-、硼酸根離子、四氟硼酸根離子、硫酸根離子、硫酸氫根離子、烷基磺酸根離子、三氟甲基磺酸根離子和對(duì)甲苯磺酸根離子中的一種。
5.據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述烷基為Cl-ClO的直鏈烷基中的一種，優(yōu)選為C1-C5的直鏈烷基中的一種。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述離子液體1-烷基-3-甲基咪唑鹽的陽(yáng)離子為1-丁基-3-甲基咪唑，陰離子為溴離子、氯離子、三氟甲基磺酸根離子、甲基磺酸根離子、對(duì)甲苯磺酸根離子中的一種。
7.據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一種原料與第二種原料的摩爾比為I: 1-10，將所述混合物進(jìn)行精餾分離得到1，3-二氧戊環(huán)系化合物、第一種原料與第二種原料的混合物、含有無(wú)水氯化鋅的催化劑，將分離得到的第一種原料與第二種原料的混合物及含有無(wú)水氯化鋅的催化劑循環(huán)回用。
8.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中，所述R1、R2、R3、R4各自為H、C1-C8的直鏈烷基、C3-C8的支鏈烷基、C3-C9的環(huán)烷基、C4-C9的烷基環(huán)烷基、C4-C9的環(huán)烷基烷基、C6-C10的芳基，或者R1-R2中的任意一個(gè)與R3-R4中的任意一個(gè)鍵接成環(huán)； 所述R5、R6各自為H、C1-C8的直鏈烷基、C3-C8的支鏈烷基、C3-C9的環(huán)烷基、C4-C9的烷基環(huán)烷基、C4-C9的環(huán)烷基烷基、C6-C10的芳基，或者R5與R6鍵接成環(huán)。
9.據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其中，所述R5、R6為H、甲基、乙基、丙基、苯基，或者R5與R6鍵接成環(huán)。
10.據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其中，所述R1和R3為H，R2和R4為C1-C5的亞烷基，優(yōu)選為亞甲基、亞乙基或亞丙基，且R2和R4鍵接成環(huán)；優(yōu)選所述R1和R3為H，R2和R4均為亞乙基，R2和R4鍵接成六元環(huán)。
11.據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其中，所述R1U為H，R4為甲基或乙基。
12.據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其中，所述R1、R2、R3、R4為H;所述R5為甲基，R6為乙基，或者R5為亞乙基，R6 為亞丙基，且R5和R6鍵接成六元環(huán)。
13.種醇系化合物的制備方法，該方法包括以下步驟: (1)制備I，3-二氧戊環(huán)系化合物； (2)在酸性固體催化劑存在下，在水解條件下，將所述制備得到的1，3_二氧戊環(huán)系化合物與水接觸； 其特征在于，制備所述1，3-二氧戊環(huán)系化合物的方法為權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種1,3-二氧戊環(huán)系化合物的制備方法，該方法包括在環(huán)化反應(yīng)條件下，將式(II)所示的第一種原料環(huán)氧化合物和通式為R5COR6的第二種原料醛或酮與催化劑接觸得到混合物，從所述混合物中分離得到式(I)所示的1,3-二氧戊環(huán)系化合物，其中，所述催化劑含有無(wú)水氯化鋅。本發(fā)明提供了一種醇系化合物的制備方法。本發(fā)明的方法使用的無(wú)水氯化鋅催化劑價(jià)格低廉、環(huán)境污染小，并且在價(jià)格低廉的無(wú)水氯化鋅的催化作用下，本發(fā)明的制備1,3-二氧戊環(huán)系化合物的方法轉(zhuǎn)化率較高，1,3-二氧戊環(huán)系化合物的選擇性較高。
文檔編號(hào)C07D317/12GK103087036SQ20111034248
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者謝倫嘉, 郭順, 亢宇, 趙思源, 孫竹芳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院