一种1,2-环戊二醇的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种1,2-环戊二醇的制备方法，包括如下步骤：1）氧化反应：在反应体系中加入一定量的原料环戊烯、催化剂、助催化剂和双氧水，在35～45℃下反应4～6小时，得到环戊烯的氧化产物环氧环戊烷；2）水解反应：在前述的氧化产物环氧环戊烷中加入一定量的去离子水，以固体质子酸作为催化剂，在70～90℃下水解反应80～110小时；3）产物分离：将水解反应后得到的混合物减压蒸馏得到产物1,2-环戊二醇。本发明提供的1,2-环戊二醇的制备方法，采用双氧水作为氧化剂，采用Fe-Cu主催化剂+KCl助催化剂进行催化；氧化剂易得、成本低、反应生成水对环境不会产生污染；催化剂易得、成本低、毒性小、活性高、稳定性强；产物收率高，且生产过程简单易操作。
【专利说明】—种1, 2-环戊二醇的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种1，2-环戊二醇的制备方法，属于化工生产领域。
【背景技术】
[0002]环戊二醇是制备环戊二酮的重要中间体，环戊二酮在化工、医药等很多方面都有广泛用途，如用作化学溶剂、香料、医药中间体、农药中间体、有机中间体、食品添加剂等。环戊二醇通常由环戊烯通过烯烃的双羟基化反应氧化制得。烯烃双羟基化反应使用的催化剂通常有锇、钌和锰的氧化物，其中OsO4对烯烃加成的选择性和可靠性最高。但是由于四氧化锇价格昂贵、毒性大，用于大量有机制备的意义不大。因此，寻找一种催化效果好、环境友好且成本低的催化剂体系具有非常重要的意义。
[0003]由环戊烯制备环戊二醇，要生成中间产物环氧基环戊烷，环氧基环戊烷进一步水解就生成环戊二醇，其中环戊烯的环氧化反应是关键。不论在极性或是非极性溶剂中，烯烃与过酸作用都容易发生环氧化，通常这被认为是一种分子反应，实际上加成是立体专一性的。环戊烯的环氧化是一个催化氧化过程，催化剂和氧化剂的选择是关键。以氧气和过氧化氢为氧源的烯烃催化环氧化反应备受人们的青睐。以氧气为氧源的气固相反应除了乙烯空气直接氧化法生产环氧乙烷已实现工业化外，其他烯烃的空气直接氧化很少获得成功，主要原因在于烯丙位的C-H键更易被氧化，生成大量的副产物。以氧气为氧源的均相催化体系也有研究，并且一些体系也取得了较好的结果，但是催化剂多是金属配合物，稳定性低，而且回收困难。相比之下，过氧化氢由于具有较多的活性氧并且在反应后生成对环境无害的水，是一种理想的环境友好氧源。近年来，以过氧化氢为氧源的催化烯烃环氧化体系的开发成为环氧化研究领域的主导并取得了很大进展。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种在催化剂和氧化剂存在的条件下，由环戊烯氧化水解制备1，2-环戊二醇的生产方法。
[0005]本发明解决的是现有的1，2-环戊二醇的制备方法中存在的催化剂成本高、环境友好性差，以及氧化剂的氧化效果不够理想、对环境的污染大等缺陷。
[0006]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种1，2-环戊二醇的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤:1)氧化反应:在反应体系中加入一定量的原料环戊烯、催化剂、助催化剂和双氧水，在35~45°C下反应4~6小时，得到环戊烯的氧化产物环氧环戊烷；原料中环戊烯和双氧水的质量比为3.5~4.5:1 ;2)水解反应:在前述的氧化产物环氧环戊烷中加入一定量的去离子水，以固体质子酸作为催化剂，在70~90°C下水解反应80~110小时；3)产物分离:将水解反应后得到的混合物减压蒸馏除去水分后，进一步减压蒸馏得到产物1，2-环戊二醇。
[0007]所述的催化剂采用Fe-Cu催化体系，所述催化体系中Fe与Cu的质量比为49:8。
[0008] 所述的助催化剂为氯化钾、氯化钠中的任意一种或两者的混合物。
[0009]进一步的，所述的混合助催化剂中氯化钾与氯化钠的摩尔比为0.5~2:1。
[0010]所述的催化剂、助催化剂和双氧水的质量比为1.0:0.02~0.03:1.5~2.0。
[0011]所述的水解反应中，氧化产物与去离子水的质量比为1:3~5。
[0012]所述的1，2-环戊二醇的制备方法的反应式如下:
【权利要求】
1.一种1，2-环戊二醇的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括如下步骤:1)氧化反应:在反应体系中加入一定量的原料环戊烯、催化剂、助催化剂和双氧水，在35~45°C下反应4~6小时，得到环戊烯的氧化产物环氧环戊烷；原料中环戊烯和双氧水的质量比为3.5~4.5:1 ；2)水解反应:在前述的氧化产物环氧环戊烷中加入一定量的去离子水，以固体质子酸作为催化剂，在70~90°C下水解反应80~110小时；3)产物分离:将水解反应后得到的混合物减压蒸馏除去水分后，进一步减压蒸馏得到产物1，2-环戊二醇。
2.如权利要求1所述的一种1，2-环戊二醇的制备方法，其特征在于所述的催化剂采用Fe-Cu催化体系，所述催化体系中Fe与Cu的质量比为49:8。
3.如权利要求1所述的一种1，2-环戊二醇的制备方法，其特征在于所述的助催化剂为氯化钾、氯化钠中的任意一种或两者的混合物。
4.如权利要求3所述的一种1，2-环戊二醇的制备方法，其特征在于所述的混合助催化剂中氯化钾与氯化钠的摩尔比为0.5~2:1。
5.如权利要求1至4所述的一种1，2-环戊二醇的制备方法，其特征在于所述的催化剂、助催化剂和双氧水的质量比为1.0:0.02~0.03:1.5~2.0。
6. 如权利要求1所述的一种1，2-环戊二醇的制备方法，其特征在于所述的水解反应中，氧化产物与去离子水的质量比为1:3~5。
【文档编号】C07D303/06GK104177230SQ201410375699
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】翁高翔, 沈纪达, 张俊 申请人:浙江阿尔法化工科技有限公司