本發(fā)明涉及一種鄰二醇類化合物的制備方法,屬于有機合成領域。
背景技術(shù):
鄰二醇類化合物(如1,2-環(huán)己二醇、1,2-己二醇)作為大量化工產(chǎn)品合成的重要中間體,廣泛應用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、聚酯等精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。而且以1,2-環(huán)己二醇為原料,脫氫芳構(gòu)化制備的鄰苯二酚在香料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、化學助劑等領域也有廣泛應用。目前,國內(nèi)關(guān)于鄰二醇化合物的規(guī)?;a(chǎn)較少,其合成路線主要有兩種:一是以烯烴為原料的直接氧化法,此方法雖然步驟簡單,但存在所需催化劑價格昂貴、有毒且產(chǎn)品收率低等制約工業(yè)化發(fā)展因素;二是以環(huán)氧化合物為原料,在酸性條件下水解制備鄰二醇類化合物,該合成路線很容易實現(xiàn),但所需成本相當之高。因此,由烯烴為起始原料,在同一體系中,同時催化其環(huán)氧化過程和環(huán)氧化合物水解過程,制備鄰二醇的路線能大大提高反應效率,同時降低生產(chǎn)成本。近年來,隨著綠色環(huán)保要求的提高,過氧化氫是此類體系最常用的氧化劑,它無毒、反應條件溫和,反應過后副產(chǎn)只有水,是一種理想的清潔氧化劑。但過氧化氫作為氧化劑時,氧化活性較低,一般都需要催化劑。因此,選擇一種新的催化劑體系使過氧化氫活化,可以使反應條件變得溫和,提高反應產(chǎn)物的選擇性和收率,為工業(yè)化提供有利參考,具有較高的經(jīng)濟和社會效益。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明其反應式如下:R1、R2、R3、R4可相同或不同的選自氫、飽和脂肪基。本發(fā)明鄰二醇類化合物的合成方法,按下述步驟進行:(1)往單口圓底燒瓶中加入烯烴、陽離子交換樹脂,攪拌并用恒溫油浴鍋加熱,溫度為0-90℃;(2)根據(jù)加入烯烴的用量,用恒壓滴液漏斗量取過氧化氫溶液,達到設定溫度后緩慢加入反應液,反應0.1-10h;(3)反應結(jié)束后,加入少量Na2S2O3粹滅反應。濾出陽離子交換樹脂,用與其摩爾比大于或等于1:1的甲醇清洗,回收。反應液用乙酸乙酯和水萃取后,水相放入冰箱,析出白色晶體,即為鄰二醇類化合物,純度為92%~100%,收率為70%~89%。將回收樹脂加入下一批次反應,反應步驟相同。經(jīng)1-15次重復試驗,產(chǎn)品純度均達到92%~100%,產(chǎn)率均保持在70%~89%。其中步驟(1)中烯烴與陽離子交換樹脂的摩爾比為1:0.1-1:5。其中步驟(2)中烯烴與過氧化氫溶液的摩爾比為1:0.5-1:30。其中步驟(1)中所述的烯烴結(jié)構(gòu)式為,R1、R2、R3、R4可相同或不同的選自氫、飽和脂肪基,包括直鏈烷烴、支鏈烷烴、環(huán)烷烴及這三種烷烴的組合。所述樹脂為改性強酸型陽離子交換樹脂,可選自Ag型、Mn型、K型、Ni型、Co型、Fe型、Zr型等,優(yōu)選Ag型、Mn型。其中,步驟(1)中所述陽離子交換樹脂優(yōu)選為改性的Ag型、Mn型陽離子交換樹脂,其制備方法為:將市售Na型陽離子交換樹脂用去離子水清洗3遍后裝入離子交換柱;配制10%的鹽酸溶液,緩慢加入離子交換柱,保持2-3滴/min的流速進行離子交換,重復交換2-3次后,用去離子水沖洗,直至溶液PH=7;分別配制10%的AgNO3溶液和10%的MnCl2溶液,再次緩慢加入離子交換柱,保持2-3滴/min的流速進行離子交換,重復交換2-3次后,用去離子水沖洗,直至溶液PH=7。交換好的Ag型、Mn型陽離子交換樹脂烘干后即可使用。本發(fā)明所用試劑及原料均市售可得。本發(fā)明的積極進步效果在于:本發(fā)明提出了一種合成鄰二醇類化合物的清潔生產(chǎn)方法,該方法無需溶劑,催化劑可回收利用,反應體系溫和,環(huán)境污染少,試用范圍廣,生產(chǎn)成本低。經(jīng)優(yōu)化反應條件,產(chǎn)品純度均高于92%,產(chǎn)率可達89%,具有很強的工業(yè)化應用前景。具體實施方式以具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。本發(fā)明的保護范圍并不以具體實施方式為限,而是由權(quán)利要求加以限定。實施例1將2.00g環(huán)己烯(0.024mol)、2gMn型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在70℃,緩慢滴加2.04g(0.012mol)20%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。過濾除去樹脂,用10mL×4乙酸乙酯和10mL×3水萃取后分層,水相低溫結(jié)晶,抽濾得到1,2-環(huán)己二醇的白色晶體2.34g,收率84.0%。實施例2將2.00g環(huán)己烯(0.024mol)、10gAg型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在70℃,緩慢滴加81.62(0.72mol)30%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。過濾除去樹脂,用100mL×4乙酸乙酯和100mL×3水萃取后分層,水相低溫結(jié)晶,抽濾得到1,2-環(huán)己二醇的白色晶體2.01g,收率72.12%。實施例3將2.00g環(huán)己烯(0.024mol)、2gMn型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在70℃,緩慢滴加2.72g(0.024mol)30%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。過濾除去樹脂,用10mL×4乙酸乙酯和10mL×3水萃取后分層,水相低溫結(jié)晶,抽濾得到1,2-環(huán)己二醇的白色晶體2.48g,收率89.0%。實施例4將2.00g環(huán)己烯(0.024mol)、2gAg型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在0℃,緩慢滴加8.16g(0.024mol)10%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。過濾除去樹脂,用10mL×4乙酸乙酯和10mL×3水萃取后分層,水相低溫結(jié)晶,抽濾得到1,2-環(huán)己二醇的白色晶體1.95g,收率70.0%。實施例5將2.00g環(huán)己烯(0.024mol)、2gMn型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在90℃,緩慢滴加4.08g(0.024mol)20%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。過濾除去樹脂,用10mL×4乙酸乙酯和10mL×3水萃取后分層,水相低溫結(jié)晶,抽濾得到1,2-環(huán)己二醇的白色晶體2.37g,收率85.23%。實施例6將2.00g1-己烯(0.024mol)、2gMn型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在70℃,緩慢滴加2.04g(0.012mol)20%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。過濾除去樹脂,用10mL×4乙酸乙酯和10mL×3水萃取后分層,水相低溫結(jié)晶,抽濾得到1,2-己二醇的白色晶體2.19g,收率77.56%。實施例7將2.00g1-己烯(0.024mol)、2gAg型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在70℃,緩慢滴加81.62(0.72mol)30%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。過濾除去樹脂,用100mL×4乙酸乙酯和100mL×3水萃取后分層,水相低溫結(jié)晶,抽濾得到1,2-己二醇的白色晶體1.99g,收率70.32%。實施例8將2.00g1-己烯(0.024mol)、2gMn型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在70℃,緩慢滴加4.08g(0.024mol)20%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。過濾除去樹脂,用10mL×4乙酸乙酯和10mL×3水萃取后分層,水相低溫結(jié)晶,抽濾得到1,2-己二醇的白色晶體2.30g,收率81.11%。實施例9將2.00g環(huán)己烯(0.024mol)、2gMn型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在60℃,緩慢滴加2.72g(0.024mol)30%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。過濾除去樹脂,用5mL×2甲醇清洗樹脂后并入溶液,樹脂回收。實施例10將2.00g環(huán)己烯(0.024mol)、2g實施例6中回收循環(huán)使用1次的Mn型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在60℃,緩慢滴加2.72g(0.024mol)30%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。過濾除去樹脂,用5mL×2甲醇清洗樹脂后并入溶液,樹脂回收。反應液用10mL×4乙酸乙酯和10mL×3水萃取后分層,水相低溫結(jié)晶,抽濾得到1,2-環(huán)己二醇的白色晶體2.27g,收率81.44%。實施例11將2.00g環(huán)己烯(0.024mol)、2g實施例7中回收循環(huán)使用15次的Mn型D001樹脂催化劑加入到單口圓底燒瓶中,保持溫度在60℃,緩慢滴加2.72g(0.024mol)30%的過氧化氫,反應0.1-10h,加入少量Na2S2O3粹滅反應。反應液用10mL×4乙酸乙酯和10mL×3水萃取后分層,水相低溫結(jié)晶,抽濾得到1,2-環(huán)己二醇的白色晶體2.05g,收率73.51%。