CN101205169A - 1,2,4-丁三醇的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1,2,4-丁三醇的合成方法,包括如下步骤:(1)将丁烯二醇与N-甲基吗啉的混合溶液加入双氧水与钨酸的混合物,反应,然后加入二氧化锰,反应,过滤,收集环氧化物;(2)将步骤(1)的环氧化物、体积浓度为35~95%的乙醇在催化剂的存在下惰性气氛中,与氢气进行加氢反应,反应时间为0.5~1.5小时,反应温度为130~160℃,反应初压力为5.0MPa,然后收集反应产物中的目标化合物-1,2,4-丁三醇。本发明的方法,设备投资小,操作条件温和,不使用传统的汞催化剂,对环境没有污染,其反应收率可达到94%以上,易于工业化实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种1,2,4-丁三醇的合成方法。
背景技术
1,2,4-丁三醇是一类重要的化学化工中间体,在军事上可代替甘油制备高性能硝化甘油类炸药;在制药业中,丁三醇可用于制造抗病毒药化合物和血小板活化因子类药;1,2,4-丁三醇还在农业化学工业中具有重要用途。
1,2,4-丁三醇有多种合成方法,如苹果酸酯为原料的化学还原法,丁烯醇为原料的直接水解法,2-丁烯-1,4-二醇为原料的环氧化氢解两步法等工艺。
其中环氧化-氢解两步法等工艺最早德国BASF公司报道(DE264340),先合成2,3,-环氧基-1,4-二醇,再在Raney Ni催化剂的作用下进行高压氢解反应,氢气压力高达20-30MPa,该工艺对生产设备和安全操作提出了极高的要求。
此后有日本公司报道了2-丁烯-1,4-二醇在钨酸体系作用下进行环氧化反应(JP5970632),利用得到的2,3-环氧基-1,4-丁二醇水溶液在Pd-C(10%)催化剂的作用下直接进行氢解反应,氢解反应在150℃和5MPa氢气压力下进行,反应条件较BASF工艺要温和,收率也达90%。不过该工艺使用的催化剂贵金属Pd的量较大,Pd的用量为底物2,3-环氧基2,4,-丁二醇的0.8%(摩尔比),大大增加了该工艺的生产成本。
利用苹果酸脂的化学还原法,丁烯醇的直接水解法等工艺制备,1,2,4-丁三醇的研究也一直的报道。但是前者是以硼氢化物为原剂进行化学还原,需要化学计量甚至更多的活性氢,此外原料苹果酸酯也不易得到;而丁烯醇的直接水解法反应的原子经济虽然很高,但是存在选择不好的问题。
目前,还有采用汞作为催化剂的制备1,2,4-丁三醇的合成方法,对环境污染严重。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种1,2,4-丁三醇的合成方法,以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的方法包括如下步骤:
(1)将丁烯二醇与N-甲基吗啉的混合溶液加入双氧水与钨酸的混合物,25-30℃反应10~14小时,然后加入二氧化锰,反应1~3小时,过滤,收集环氧化物;
所说的双氧水与钨酸的混合溶液中,钨酸的重量浓度为0.5%~2.0%;
所说的双氧水的重量浓度为30~35%;
所说的丁烯二醇与N-甲基吗啉的混合物中,丁烯二醇的浓度为0.15~1.5kg/ml;
丁烯二醇与双氧水的重量比为:
丁烯二醇∶双氧水=1∶1.1~1.5;
按照本发明优选的方法,丁烯二醇与N-甲基吗啉的混合溶液在20~40分钟加入双氧水与钨酸的混合物;
加二氧化锰目的是除去双氧水中含氧量浓度为50%的2,3环氧1,4-丁三醇水溶液的混合物;
(2)将步骤(1)的环氧化物、体积浓度为35~95%的乙醇在催化剂的存在下惰性气氛中,与氢气进行加氢反应,反应时间为0.5~1.5小时,反应温度为130~160℃,反应压力为4~6 MPa,优选5.0MPa,然后收集反应产物中的目标化合物-1,2,4-丁三醇;
所说的催化剂为一种常规的加氢反应催化剂,一般可采用钯碳催化剂或雷尼镍催化剂,钯碳催化剂中,钯的重量含量为8~12%。
步骤(2)中,物料的重量比为:
环氧化物∶乙醇∶催化剂=1~1.5~3;
催化剂用量为环氧化物重量的3~6%;
氢气的用量为环氧化物摩尔量的1∶0.9~1.1,优选1∶1;
采用本发明的方法,目标化合物-1,2,4-丁三醇的反应收率可达到90%以上,纯度为98%以上。
由此可见,本发明的方法,设备投资小,操作条件温和,不使用传统的汞催化剂,对环境没有污染,其反应收率可达到90%以上,易于工业化实施。
具体实施方式
实施例1
(1)将60kg丁烯二醇与400毫升N-甲基吗啉的混合溶液在30分钟内加入68kg双氧水与540克钨酸的混合物,30℃反应14小时,然后加入1kg二氧化锰,反应3小时,过滤,收集环氧化物;
所说的双氧水的重量浓度为30%;
(2)将120kg步骤(1)的环氧化物、50kg体积浓度为95%的乙醇在1.2kg催化剂的存在下惰性气氛中,与氢气进行加氢反应,反应时间为1.5小时,反应温度为160℃,反应压力为5MPa,然后收集反应产物中的目标化合物-1,2,4-丁三醇;采用真空精馏方法,除水及回收酒料,获得1.2.4-丁三醇粗品,2,4-丁三醇的反应收率为90%,纯度为98%以上。
所说的催化剂为雷尼镍催化剂;氢气的用量为环氧化物摩尔量的1∶1。
实施例2
(1)将60kg丁烯二醇与400毫升N-甲基吗啉的混合溶液加入68kg双氧水与540克钨酸的混合物,25℃反应10小时,然后加入1kgkg二氧化锰,反应1小时,过滤,收集环氧化物;
所说的双氧水的重量浓度为20%;
(2)将120kg步骤(1)的环氧化物、50kg体积浓度为35%的乙醇在1kg催化剂的存在下惰性气氛中,与氢气进行加氢反应,反应时间为0.5小时,反应温度为130℃,反应压力为6MPa,然后收集反应产物中的目标化合物-1,2,4-丁三醇;采用真空精馏方法,除水及回收酒料,获得1.2.4-丁三醇粗品,2,4-丁三醇的反应收率为90%,纯度为98%以上。
所说的催化剂为钯碳催化剂,钯碳催化剂中,钯的重量含量为10%;氢气的用量为环氧化物摩尔量的1∶1。
Claims (6)
1.一种1,2,4-丁三醇的合成方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将丁烯二醇与N-甲基吗啉的混合溶液加入双氧水与钨酸的混合物,反应,然后加入二氧化锰,反应,过滤,收集环氧化物;
(2)将步骤(1)的环氧化物、体积浓度为35~95%的乙醇在催化剂的存在下惰性气氛中,与氢气进行加氢反应,反应时间为0.5~1.5小时,反应温度为130~160℃,反应压力为4~6MPa,然后收集反应产物中的目标化合物-1,2,4-丁三醇;
所说的催化剂为钯碳催化剂或雷尼镍催化剂,钯碳催化剂中,钯的重量含量为8~12%。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将丁烯二醇与N-甲基吗啉的混合溶液加入双氧水与钨酸的混合物,25-30℃反应10~14小时,然后加入二氧化锰,反应1~3小时。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所说的双氧水与钨酸的混合溶液中,钨酸的重量浓度为0.5%~2.0%,所说的双氧水的重量浓度为30~35%。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所说的丁烯二醇与N-甲基吗啉的混合物中,丁烯二醇的浓度为0.15~1.5kg/ml;
丁烯二醇与双氧水的重量比为:丁烯二醇∶双氧水=1∶1.1~1.5。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,物料的重量比为:
环氧化物∶乙醇∶催化剂=1~1.5~3;
催化剂用量为环氧化物重量的3~6%;
氢气的用量为环氧化物摩尔量的1∶1。
6.根据权利要求1~5任一项所述的方法,其特征在于,丁烯二醇与N-甲基吗啉的混合溶液在20~40分钟加入双氧水与钨酸的混合物。
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CNA200610147610XA CN101205169A (zh) | 2006-12-20 | 2006-12-20 | 1,2,4-丁三醇的合成方法 |
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CN110642676A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-03 | 上海泾维化工科技有限公司 | 一种生产1,2,4-丁三醇的方法 |
CN115991632A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-21 | 天元航材(营口)科技股份有限公司 | 一种生产1,2,4-丁三醇的方法 |
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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