CN108002977B - 一种联产化工产品二甲基苄醇和1,2-戊二醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种联产化工产品二甲基苄醇和1,2‑戊二醇的方法，所述方法以1‑戊烯和异丙苯过氧化氢为反应原料，在主催化剂和助催化剂的作用下反应得到二甲基苄醇和1,2‑戊二醇，所述主催化剂为乙酰丙酮盐或2‑乙基己酸盐，所述助催化剂为为三氯化铁，四氯化锡，三氟甲磺酸锡，氯化锂，溴化锂，三氟化硼中的一种或多种；本发明的方法不需要对反应进行后处理，直接可以进行下一步的开环反应，同时联产产品1,2‑戊二醇和二甲基苄醇的选择性分别可以高达96%和98%以上，大大简化了反应过程并提高了生产的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工产品合成的技术领域，尤其是涉及一种同时合成二甲基苄醇和1,2-戊二醇的方法。
背景技术
1,2-戊二醇是一种直链的二醇，是一种重要的医药化工原料。丙环哩是比利时一家名为Janssen的药物公司在70年代末合成的内吸收性三哩类杀菌剂，是一种高效能、低毒性、活性光谱的杀菌剂，具有保护和治疗的双重作用，具有十分广阔的应用前景，1,2-戊二醇是制备杀菌剂丙环哩的关键中间体，全世界80%以上的1,2-戊二醇均用来生产丙环哩。1,2-戊二醇还可以用来生产聚酯、表面活性剂；1,2-戊二醇还具有保湿功效成分，与其它保湿剂复配使用产生较强的协同作用，可用作化妆品或个人及护理用品的保湿功效成分；1,2-戊二醇还具有抑菌性，在不添加其它防腐剂的配方中亦可有效抑制产品的变质。
目前已有多篇文献报道了1,2-戊二醇的合成方法，包括（1）正戊烯环氧化反应和后续的水解反应；（2）糠醛或康醇的加氢还原反应。第一种方法只要存在生产安全和污染大等不足，第二种方法的原料转化率不高，反应的副产物较多，反应的后处理复杂等。
其中，德故赛公司在DE3442937中公开了以正戊烯为原料，苯为溶剂，丙酸为载氧剂和氢氧化钠为开环试剂的连续相中合成1,2-戊二醇的方法；Ciba-Geigy公司的US4479021专利公开了一种采用正戊烯和甲酸为原料，过氧化氢为氧化剂，氢氧化钠为开环试剂的合成1,2-戊二醇的连续生产工艺；浙江联盛集团在CN1552684专利中也公开了以正戊烯、甲酸和过氧化氢为原料的类似生产工艺。然而，上述工艺中的甲酸或丙酸为中强酸，对于设备的腐蚀性大，少量泄露的甲酸对于操作者的皮肤有强烈的腐蚀作用，并且以正戊烯物质的量2-10倍的甲酸导致大量的液体有机废料需要处理，生产成本极其高昂。
大连化物所在CN1923777中公开了以磷钨酸催化正戊烯与过氧化氢反应直接制备1,2-脂肪二醇的方法，解决了因过量使用甲酸所引起的问题，但是其仍存在反应产品1,2-戊二醇的选择性和收率较低的问题。
糠醛或康醇的加氢还原反应，大多要使用贵金属的加氢催化剂反应成本较高，反应条件苛刻，同时反应的选择性也较差，1,2-戊二醇的选择性一般均在50%以下，不具备工业化生产的条件。
岳阳昌德化工在CN107445796A中公开了一种联产二甲基苄醇与1,2-戊二醇的方法，该方法使用1-戊烯与异丙苯过氧化氢在环氧化催化剂作用下进行环氧化反应，然后在水解催化剂作用下进行水解反应得到1,2-戊二醇。该方法虽然可以同时联产二甲基苄醇与1,2-戊二醇，但是该方法需要分别环氧化反应和水解反应，且两步反应之间需要进行精馏处理，反应的过程过于复杂，能耗较大，成本也较高，同时，该制备方法二甲基苄醇的选择性只能达到90%以上，1,2-戊二醇只能达到80%以上，产品的选择性仍然较低。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种可以同时生产二甲基苄醇与1,2-戊二醇的方法，该方法反应过程简单，不需要经过分步反应和中间的后处理过程，同时可以联产二甲基苄醇与1,2-戊二醇，且二甲基苄醇与1,2-戊二醇的选择性较高。
本发明提供的技术方案如下：
一种催化剂，所述催化剂包括主催化剂和主催化剂，所述的主催化剂为乙酰丙酮盐或2-乙基己酸盐，所述助催化剂为路易斯酸，所述的路易斯酸优选为三氯化铁，四氯化锡，三氟甲磺酸锡，氯化锂，溴化锂，三氟化硼等，更优选氯化锂和溴化锂，最优选为氯化锂；
所述乙酰丙酮盐为乙酰丙酮钼，乙酰丙酮钴或乙酰丙酮铜，更优选为乙酰丙酮钼；
优选的，所述催化剂的主催化剂和助催化剂的摩尔比为1-15:1，更优选为3-15:1；
本发明还提供了另一种技术方案：
一种联产化工产品二甲基苄醇和1,2-戊二醇的方法，以1-戊烯和异丙苯过氧化氢为反应原料，在催化剂的作用下进行反应，反应2-6小时后，加入水继续反应，反应结束后，将反应液进行后处理得到二甲基苄醇和1,2-戊二醇，所述的催化剂包括主催化剂和助催化剂，所述主催化剂为乙酰丙酮盐或2-乙基己酸盐，所述助催化剂为路易斯酸，优选为三氯化铁，四氯化锡，三氟甲磺酸锡，氯化锂，溴化锂，三氟化硼等，更优选氯化锂和溴化锂，最优选为氯化锂；
优选的，所述的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮钼，乙酰丙酮钴或乙酰丙酮铜中的一种或多种，更优选为乙酰丙酮钼；
优选的，所述的路易斯酸为本领域常见的路易斯酸，如三氯化铁，四氯化锡，三氟甲磺酸锡，氯化锂，溴化锂，三氟化硼等，更优选氯化锂和溴化锂，最优选为氯化锂；
优选的，所述催化剂的主催化剂和助催化剂的摩尔比为1-15:1，更优选为3-15:1；
优选的，所述1-戊烯和异丙苯过氧化氢的摩尔比为1-10:1，优选为2-6:1，所述的主催化剂与异丙苯过氧化氢的摩尔比为0.5-10%：1，优选为1-5%：1；
优选的，所述的反应温度为20-100℃，优选为30-80℃；
优选的，所述的反应后处理为精馏。
有益效果：
1、本发明的制备1,2-戊二醇的方法可以同时联产二甲基苄醇，有效提高了工业利用率，同时本发明在环氧化开环反应结束后，并不需要对反应进行后处理，直接可以进行下一步的开环反应，大大提高了生产了效率，降低了对环境的污染，节省了能耗。
2、本发明的联产1,2-戊二醇的方法和二甲基苄醇的方法中，使用了一种新的催化剂，该催化剂包含主催化剂和助催化剂，其中主催化剂既可以和助催化剂产生协同作用，大大提高了1,2-戊二醇和二甲基苄醇的产品选择性，产品1,2-戊二醇和二甲基苄醇的选择性分别可以高达96%和98%以上，同时由于助催化剂同时可以作为环氧开环反应的催化剂，在水解反应中不需要额外加入催化剂，也不需要对环氧化反应进行后处理，大大简化了反应过程。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将0.9mol1-戊烯与0.3mol60%异丙苯过氧化氢加入到300ml四氢呋喃溶液中，然后加入15mmol2-乙基己酸钼和3mmol氯化锂，加热至60℃，反应3小时后加入100ml水，继续搅拌反应2小时，反应完全后，将反应液进行精馏，分别得到1,2-戊二醇和二甲基苄醇。其中原料异丙苯过氧化氢的转化率为99.1%，1,2-戊二醇的选择性为85.9%，二甲基苄醇的选择性为91.4%。
实施例2
将0.9mol1-戊烯与0.3mol60%异丙苯过氧化氢加入到300ml四氢呋喃溶液中，然后加入15mmol乙酰丙酮铜盐和3mmol氯化锂，加热至60℃，反应3小时后加入100ml水，继续搅拌反应2小时，反应完全后，将反应液进行精馏，分别得到1,2-戊二醇和二甲基苄醇。其中原料异丙苯过氧化氢的转化率为90.8%，1,2-戊二醇的选择性为80.4%，二甲基苄醇的选择性为86.2%。
实施例3
将0.9mol1-戊烯与0.3mol60%异丙苯过氧化氢加入到300ml四氢呋喃溶液中，然后加入15mmol乙酰丙酮钴盐和3mmol氯化锂，加热至60℃，反应3小时后加入100ml水，继续搅拌反应2小时，反应完全后，将反应液进行精馏，分别得到1,2-戊二醇和二甲基苄醇。其中原料异丙苯过氧化氢的转化率为96.4%，1,2-戊二醇的选择性为82.7%，二甲基苄醇的选择性为92.3%。
实施例4
将0.9mol1-戊烯与0.3mol60%异丙苯过氧化氢加入到300ml四氢呋喃溶液中，然后加入15mmol乙酰丙酮钼盐和3mmol氯化锂，加热至60℃，反应3小时后加入100ml水，继续搅拌反应2小时，反应完全后，将反应液进行精馏，分别得到1,2-戊二醇和二甲基苄醇。其中原料异丙苯过氧化氢的转化率为99.3%，1,2-戊二醇的选择性为96.4%，二甲基苄醇的选择性为98.6%。
实施例5
将0.9mol1-戊烯与0.3mol60%异丙苯过氧化氢加入到300ml四氢呋喃溶液中，然后加入15mmol乙酰丙酮钼盐和3mmol氯化镁，加热至60℃，反应3小时后加入100ml水，继续搅拌反应2小时，反应完全后，将反应液进行精馏，分别得到1,2-戊二醇和二甲基苄醇。其中原料异丙苯过氧化氢的转化率为99.2%，1,2-戊二醇的选择性为89.5%，二甲基苄醇的选择性为98.6%。
实施例6
将0.9mol1-戊烯与0.3mol60%异丙苯过氧化氢加入到300ml四氢呋喃溶液中，然后加入15mmol乙酰丙酮钼盐和3mmol三氟甲磺酸锡，加热至60℃，反应3小时后加入100ml水，继续搅拌反应2小时，反应完全后，将反应液进行精馏，分别得到1,2-戊二醇和二甲基苄醇。其中原料异丙苯过氧化氢的转化率为99.4%，1,2-戊二醇的选择性为87.4%，二甲基苄醇的选择性为94.8%。
表1 不同催化剂催化反应的情况
| 实施例 | 主催化剂 | 助催化剂 | 异丙苯过氧化氢的转化率 | 1,2-戊二醇的选择性 | 二甲基苄醇的选择性 |
| 1 | 2-乙基己酸钼 | LiCl | 99.1% | 85.9% | 91.4% |
| 2 | 乙酰丙酮铜 | LiCl | 90.8% | 80.4% | 86.2% |
| 3 | 乙酰丙酮钴 | LiCl | 96.4% | 82.7% | 92.3% |
| 4 | 乙酰丙酮钼 | LiCl | 99.3% | 96.4% | 98.6% |
| 5 | 乙酰丙酮钼 | MgCl<sub>2</sub> | 99.2% | 89.5% | 95.6% |
| 6 | 乙酰丙酮钼 | Sn(CF<sub>3</sub>SO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> | 99.4% | 87.4% | 94.8% |
通过上表可以发现，当主催化剂为乙酰丙酮钼，助催化剂为氯化锂时，原料异丙苯过氧化氢的转化率可以达到99.3%，1,2-戊二醇的选择性和二甲基苄醇的选择性的选择性也可以分别达到96.4%和98.6%，当主催化剂替换为2-乙基己酸钼、乙酰丙酮铜和乙酰丙酮钴时，原料异丙苯过氧化氢的转化率，1,2-戊二醇的选择性和二甲基苄醇的选择性均有所下降，而1,2-戊二醇的选择性下降的更为明显，而当助催化剂由LiCl替换为MgCl2和Sn(CF3SO3)2时，1,2-戊二醇的选择性也明显的下降。
实施例7
将0.9mol1-戊烯与0.3mol60%异丙苯过氧化氢加入到300ml四氢呋喃溶液中，然后加入5mmol乙酰丙酮钼盐和1mmol氯化锂，加热至60℃，反应3小时后加入100ml水，继续搅拌反应2小时，反应完全后，将反应液进行精馏，分别得到1,2-戊二醇和二甲基苄醇。其中原料异丙苯过氧化氢的转化率为98.3%，1,2-戊二醇的选择性为95.8%，二甲基苄醇的选择性为98.5%。
实施例8
将0.9mol1-戊烯与0.3mol60%异丙苯过氧化氢加入到300ml四氢呋喃溶液中，然后加入15mmol乙酰丙酮钼盐和1mmol氯化锂，加热至60℃，反应3小时后加入100ml水，继续搅拌反应2小时，反应完全后，将反应液进行精馏，分别得到1,2-戊二醇和二甲基苄醇。其中原料异丙苯过氧化氢的转化率为99.3%，1,2-戊二醇的选择性为93.7%，二甲基苄醇的选择性为99.3%。
实施例9
将0.9mol1-戊烯与0.3mol60%异丙苯过氧化氢加入到300ml四氢呋喃溶液中，然后加入15mmol乙酰丙酮钼盐和15mmol氯化锂，加热至60℃，反应3小时后加入100ml水，继续搅拌反应2小时，反应完全后，将反应液进行精馏，分别得到1,2-戊二醇和二甲基苄醇。其中原料异丙苯过氧化氢的转化率为98.3%，1,2-戊二醇的选择性为96.9%，二甲基苄醇的选择性为99.5%。
Claims (4)
1.一种联产化工产品二甲基苄醇和1,2-戊二醇的方法，所述方法以1-戊烯和异丙苯过氧化氢为反应原料，在催化剂的作用下，反应温度为30-80℃，反应2-6小时后，加入水继续反应，待反应结束后，将反应液进行后处理得到二甲基苄醇和1,2-戊二醇，所述的催化剂包括主催化剂和助催化剂，其特征在于：所述主催化剂为乙酰丙酮钼，所述助催化剂为氯化锂或溴化锂中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的一种联产化工产品二甲基苄醇和1,2-戊二醇的方法，其特征在于：所述催化剂的主催化剂和助催化剂的摩尔比为1-15:1。
3.如权利要求1所述的一种联产化工产品二甲基苄醇和1,2-戊二醇的方法，其特征在于：所述催化剂的主催化剂和助催化剂的摩尔比为3-15:1。
4.如权利要求1所述的一种联产化工产品二甲基苄醇和1,2-戊二醇的方法，其特征在于：所述的反应后处理为精馏。
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