[发明专利]一种邻二醇化合物的制备方法及生产系统

说明书

本发明提供了一种邻二醇化合物的制备方法，包括：S1)将α‑烯烃与氧化剂在固载型金属催化剂的催化下进行环氧化反应，得到环氧化物；所述氧化剂为包含氧气的气体；S2)将所述环氧化物水解后，得到邻二醇化合物。与现有技术相比，本发明利用固载型金属催化剂为催化剂，以包含氧气的气体为氧化剂，不使用溶剂的条件下，在固定床反应器中实现连续化的氧化反应，安全系数高，催化效果好，副反应少，收率高，且催化剂寿命长，可连续稳定运行，实现了工艺的绿色化与可循环性。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种邻二醇化合物的制备方法及生产系统。

背景技术

邻二醇类化合物如1,2-戊二醇、1,2-己二醇、1,2-辛二醇等是一类重要的精细化学品，在化妆品、医药、农药、表面活性剂、聚酯、油墨等领域有重要的用途。尤其是邻二醇化合物无腐蚀性，可以溶解多种活性成分，被广泛用于护肤霜、眼霜、护肤水、婴儿护理产品、防晒产品等各种化妆品中，兼具保湿和防腐功效。

目前，国内关于邻二醇化合物的规模化生产较少，其合成路线主要有两种：一是以烯烃为原料的直接氧化法，此方法虽然步骤简单，但存在所需催化剂价格昂贵、有毒且产品收率低等制约工业化发展因素；二是以环氧化合物为原料，在酸性条件下水解制备邻二醇类化合物，该合成路线很容易实现，但所需成本相当之高。

工业上使用较多的制备方法为烯烃在双氧水和甲酸体系中，发生环氧化反应，生成的环氧化物在氢氧化钠水溶液中水解后，经萃取、精馏，得到邻二醇类化合物。该工业化方法，会产生大量的含盐废水，而且操作流程繁琐，形成的盐易催化其他副反应，降低收率，工业化报道的收率75％～85％之间，催化剂不能回收，无法循环利用，反应经济性和环保问题亟待解决。一些改进的技术，如采用阳离子交换树脂、钛硅分子筛等，催化氧化烯烃氧化后水解，制备邻二醇，虽然一定程度上提高了反应的转化率，但存在着催化剂使用寿命短，间歇式生产等弊端，不利于实现工业化稳定连续生产。

甲酸和双氧水在反应器中反应得到过氧甲酸，将烯烃缓慢滴加至反应体系内，发生环氧化反应，常用的为釜式反应器，物料反混严重，操作过程无法实现连续，安全系数低。虽然，有一些研究采用微通道反应器和管式反应器，改善了物料的传质传热，但催化体系仍然是过氧甲酸，水解仍是采用氢氧化钠溶液，无法从根本上实现反应的绿色化。

公开号为CN103992207A的中国专利公布了一种双氧水/阳离子交换树脂体系催化氧化烯烃制邻二醇的方法，其以Ag、Mn、K、Co、Fe元素改性的阳离子交换树脂为催化剂，过氧化氢水溶液为氧化剂，一步法将烯烃氧化为邻二醇，但是这种催化剂使用寿命短，不能连续稳定运行，限制了该方法的推广使用。

公开号CN107879893A的中国专利公开了一种催化氧化法制备邻二醇类化合物的方法，其以钛硅分子筛为催化剂，催化烯烃和氧化剂反应合成邻二醇。但是，该方法在有机溶剂存在下发生氧化反应，存在三废问题，装置安全系数差，不利于连续工业化生产。

公开号为CN1465556的中国专利公开了以1-己烯为原料，有机酸为溶剂，过氧化物为氧化剂，经过氧化反应，加碱水解得到粗产品，再加酸反调至中性，萃取、干燥、精馏后可得到纯度大于99％的1,2-己二醇，但是收率只有75％。

公开号为CN106316783的中国专利中提到采用气液管道式制备1,2-己二醇的方法，以1-己烯为原料，以过氧有机酸为氧化剂，在无水有机溶剂中发生环氧化反应，加碱水解得到1,2-己二醇粗品，经加酸调至中性，萃取、干燥、精馏后得到1,2-己二醇，纯度大于99％，收率可达88％，但该方法使用二氯甲烷作为溶剂，毒性较大。