一種1,2-環戊二醇的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種1,2-環戊二醇的制備方法，包括如下步驟：1）氧化反應：在反應體系中加入一定量的原料環戊烯、催化劑、助催化劑和雙氧水，在35～45℃下反應4～6小時，得到環戊烯的氧化產物環氧環戊烷；2）水解反應：在前述的氧化產物環氧環戊烷中加入一定量的去離子水，以固體質子酸作為催化劑，在70～90℃下水解反應80～110小時；3）產物分離：將水解反應后得到的混合物減壓蒸餾得到產物1,2-環戊二醇。本發明提供的1,2-環戊二醇的制備方法，采用雙氧水作為氧化劑，采用Fe-Cu主催化劑+KCl助催化劑進行催化；氧化劑易得、成本低、反應生成水對環境不會產生污染；催化劑易得、成本低、毒性小、活性高、穩定性強；產物收率高，且生產過程簡單易操作。
【專利說明】—種1, 2-環戊二醇的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種1，2-環戊二醇的制備方法，屬于化工生產領域。
【背景技術】
[0002]環戊二醇是制備環戊二酮的重要中間體，環戊二酮在化工、醫藥等很多方面都有廣泛用途，如用作化學溶劑、香料、醫藥中間體、農藥中間體、有機中間體、食品添加劑等。環戊二醇通常由環戊烯通過烯烴的雙羥基化反應氧化制得。烯烴雙羥基化反應使用的催化劑通常有鋨、釕和錳的氧化物，其中OsO4對烯烴加成的選擇性和可靠性最高。但是由于四氧化鋨價格昂貴、毒性大，用于大量有機制備的意義不大。因此，尋找一種催化效果好、環境友好且成本低的催化劑體系具有非常重要的意義。
[0003]由環戊烯制備環戊二醇，要生成中間產物環氧基環戊烷，環氧基環戊烷進一步水解就生成環戊二醇，其中環戊烯的環氧化反應是關鍵。不論在極性或是非極性溶劑中，烯烴與過酸作用都容易發生環氧化，通常這被認為是一種分子反應，實際上加成是立體專一性的。環戊烯的環氧化是一個催化氧化過程，催化劑和氧化劑的選擇是關鍵。以氧氣和過氧化氫為氧源的烯烴催化環氧化反應備受人們的青睞。以氧氣為氧源的氣固相反應除了乙烯空氣直接氧化法生產環氧乙烷已實現工業化外，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果，但是催化劑多是金屬配合物，穩定性低，而且回收困難。相比之下，過氧化氫由于具有較多的活性氧并且在反應后生成對環境無害的水，是一種理想的環境友好氧源。近年來，以過氧化氫為氧源的催化烯烴環氧化體系的開發成為環氧化研究領域的主導并取得了很大進展。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種在催化劑和氧化劑存在的條件下，由環戊烯氧化水解制備1，2-環戊二醇的生產方法。
[0005]本發明解決的是現有的1，2-環戊二醇的制備方法中存在的催化劑成本高、環境友好性差，以及氧化劑的氧化效果不夠理想、對環境的污染大等缺陷。
[0006]本發明解決技術問題所采用的技術方案是:一種1，2-環戊二醇的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟:1)氧化反應:在反應體系中加入一定量的原料環戊烯、催化劑、助催化劑和雙氧水，在35~45°C下反應4~6小時，得到環戊烯的氧化產物環氧環戊烷；原料中環戊烯和雙氧水的質量比為3.5~4.5:1 ;2)水解反應:在前述的氧化產物環氧環戊烷中加入一定量的去離子水，以固體質子酸作為催化劑，在70~90°C下水解反應80~110小時；3)產物分離:將水解反應后得到的混合物減壓蒸餾除去水分后，進一步減壓蒸餾得到產物1，2-環戊二醇。
[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量比為1.0:0.02~0.03:1.5~2.0。
[0011]所述的水解反應中，氧化產物與去離子水的質量比為1:3~5。
[0012]所述的1，2-環戊二醇的制備方法的反應式如下:
【權利要求】
1.一種1，2-環戊二醇的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括如下步驟:1)氧化反應:在反應體系中加入一定量的原料環戊烯、催化劑、助催化劑和雙氧水，在35~45°C下反應4~6小時，得到環戊烯的氧化產物環氧環戊烷；原料中環戊烯和雙氧水的質量比為3.5~4.5:1 ；2)水解反應:在前述的氧化產物環氧環戊烷中加入一定量的去離子水，以固體質子酸作為催化劑，在70~90°C下水解反應80~110小時；3)產物分離:將水解反應后得到的混合物減壓蒸餾除去水分后，進一步減壓蒸餾得到產物1，2-環戊二醇。
2.如權利要求1所述的一種1，2-環戊二醇的制備方法，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的質量比為49:8。
3.如權利要求1所述的一種1，2-環戊二醇的制備方法，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.如權利要求3所述的一種1，2-環戊二醇的制備方法，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.如權利要求1至4所述的一種1，2-環戊二醇的制備方法，其特征在于所述的催化劑、助催化劑和雙氧水的質量比為1.0:0.02~0.03:1.5~2.0。
6. 如權利要求1所述的一種1，2-環戊二醇的制備方法，其特征在于所述的水解反應中，氧化產物與去離子水的質量比為1:3~5。
【文檔編號】C07D303/06GK104177230SQ201410375699
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】翁高翔, 沈紀達, 張俊 申請人:浙江阿爾法化工科技有限公司