CN113321571B - 一种线性二元醇的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种线性二元醇的合成方法，步骤包括：(1)α‑烯烃与硅氧烷经硅氢化反应得到烷基硅氧烷；(2)烷基硅氧烷与有机金属碱、氢受体经羟甲基化反应得到硅烷基醇；(3)硅烷基醇与含氟金属盐、过氧化物经氧化反应得到线性二元醇。该方法工艺温和，原料来源易得，反应完成后无需后处理，可直接用于下步反应，简化了工艺流程，且具有转化率、选择性高，成本低、适合大规模生产的优点。

Description

一种线性二元醇的合成方法
技术领域
本发明涉及一种新型连续化反应路线及催化剂，具体涉及一种制备线性二元醇的合成方法。
背景技术
线性二元醇，如乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇等，通常用作聚醚、聚酯或改性聚酯原料或中间体，广泛应用在汽车、电子电气、家纺、通讯等领域。长碳链的二元醇价格高，生产工艺难度大。
目前乙二醇、1,4-丁二醇已经大面积工业化生产，而其他线性二元醇目前并没有较经济的生产方法。专利CN110102294A提供了一种用以Wo3-SiO2为载体负载贵金属Pt为催化剂催化四氢糠醇制备1,5-戊二醇，但该专利转化率低、且反应温度较高、催化剂易失活。专利CN110981691A提供了一种以单糖为原料贵金属为催化剂经连续的加氢-脱水得到中间体1,5,6-三羟基-2-己酮，随后经复合催化剂加氢和仲羟基氢解得到1,6-乙二醇，但该方法过程繁琐，选择性低。
因此，需要一种新的线性二元醇合成通用路线来解决上述问题。
发明内容
为克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种以α-烯烃为原料的连续化反应制备线性二元醇的合成方法。
本发明提供一种线性二元醇的合成方法，步骤包括：
(1)α-烯烃与硅氧烷经硅氢化反应得到烷基硅氧烷；
(2)烷基硅氧烷与有机金属碱、氢受体经羟甲基化反应得到硅烷基醇；
(3)硅烷基醇与含氟金属盐、过氧化物经氧化反应得到线性二元醇。
本发明制备的线性二元醇，其结构如式Ⅰ所示：
Figure BDA0003123512330000021
其中，所述n取值为1-10，优选的为1-5；
优选的，所述线性二元醇为1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇，1-7-庚二醇。
本发明步骤(1)中，所述α-烯烃选自C2-C10的α-烯烃，优选C3-C6的直链α-烯烃，更优选丙烯、1-丁烯、正戊烯、正己烯。
本发明步骤(1)中，所述硅氧烷，其结构如式Ⅱ所示：
Figure BDA0003123512330000022
其中，所述R分别独立地表示为C1-C10的烷基，优选C1-C5的烷基，R可以相同或者不同，优选R相同；
优选地，所述硅氧烷选自三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三丙氧基硅烷、三丁氧基硅烷、三戊氧基硅烷。
本发明步骤(1)中，所述α-烯烃与硅氧烷的摩尔比为1：0.5-2.0，优选1：1.0-1.5。
本发明步骤(1)中，所述硅氢化反应，反应温度为60-150℃，优选为80-100℃；反应时间为1-6h，优选为1-2.5h。
本发明步骤(1)中，具体步骤包括：将α-烯烃、硅氧烷、Mn系催化剂溶于四氢呋喃中，加热进行硅氢化反应得到烷基硅氧烷；
优选地，所述四氢呋喃加入量为α-烯烃质量的5-22倍，优选15-22倍；
优选地，所述Mn系催化剂加入量为α-烯烃摩尔量的0.01-0.5％，优选为0.1-0.3％；
优选地，所述Mn系催化剂，其结构如式Ⅲ所示：
Figure BDA0003123512330000031
其中，R1分别独立地表示为H、C1-C4的烷基、苯基、吡啶基、吡咯基、噻吩基、噻唑基中的任意一种，优选为甲基、乙基、丙基、苯基中的任意一种，R1可以相同或者不同，优选R1相同；R2表示为H、C1-C5烷基、苯基、吡啶基、吡咯基、噻吩基、噻唑基中的任意一种，优选为H、、甲基、乙基、丙基苯基中的任意一种；PEt2表示二乙基膦。
本发明式Ⅲ所示Mn系催化剂，可以采用下述方法制备：
S1：式Ⅳ所示的SiHRCl2与式Ⅴ所示的溴代吡啶取代物在正丁基锂的作用下生成式Ⅵ所示的中间体I；
S2：式Ⅵ所示的中间体I与络合物MnCl(PEt2)3反应，生成式Ⅲ所示Mn系催化剂，反应式如下：
Figure BDA0003123512330000032
其中，R1、R2、PEt2与式Ⅲ中相同，即R1分别独立地表示为H、C1-C4的烷基、苯基、吡啶基、吡咯基、噻吩基、噻唑基中的任意一种，优选为甲基、乙基、丙基、苯基中的任意一种；R2表示为H、C1-C5烷基、苯基、吡啶基、吡咯基、噻吩基、噻唑基中的任意一种，优选为H、、甲基、乙基、丙基苯基中的任意一种；PEt2表示二乙基膦，PEt3表示三乙基膦。
优选地，上述催化剂制备方法中，所述溴代吡啶取代物的加入量为SiHRCl2摩尔量的2.0-5.0倍，优选为2.3-3.0倍；
所述正丁基锂的加入量为溴代吡啶取代物摩尔量的1.0-2.0倍，优选为1.0-1.5倍；
所述MnCl(PEt2)3的加入量为中间体I摩尔量的1.0-3.0倍，优选为1.0-1.5倍；
优选地，步骤S1反应温度为-78-0℃，优选-78--30℃，优选采用液氮浴控制反应温度；反应时间为1.0-5.0h，优选为1.0-1.5h；
优选地，步骤S2反应温度为20-60℃，优选30-40℃；反应时间为1.0-4.0h，优选为1.0-1.5h；
优选地，步骤S1、S2反应在溶剂中进行，所述溶剂选自四氢呋喃、甲苯、二甲苯中的任意一种或至少两种的组合；更优选地，所述溶剂用量为溴代吡啶取代物质量的5-8倍。
本发明步骤(1)中，所述硅氢化反应完成后，可以采用过滤、精馏等常规后处理方法，将烷基硅氧烷精制后使用，也可以在硅氢化反应完成后，不经后处理，将反应体系直接套用到步骤(2)中使用；优选不经后处理直接套用。本发明步骤(1)中，所述硅氢化反应，硅氧烷转化率可高达99％以上，选择性可达到98％以上。
本发明步骤(2)中，所述有机金属碱选自叔丁醇钠、叔丁醇镁、乙醇钠、乙醇镁，优选叔丁醇钠；
优选地，所述有机金属碱的加入量为烷基硅氧烷摩尔量的0.01-0.5倍，优选为0.02-0.1倍；
本发明步骤(2)中，所述氢受体选自C3-C6的烷基乙烯，优选叔丁基乙烯、异丙基乙烯；
优选地，所述氢受体的加入量为烷基硅氧烷摩尔量的1.0-5.0倍，优选为1.5-2.5倍。
本发明步骤(2)中，所述羟甲基化反应，反应温度为80-200℃，优选为90-110℃；反应时间为0.5-3h，优选为0.5-1h；
优选地，所述羟甲基化反应，所述在合成气氛围下进行，反应压力为2.0-8.0MPa；更优选地，所述合成气中CO和H2摩尔比为1：0.5-2.0，优选1：0.5-1.0。
本发明步骤(2)中，具体步骤包括：将烷基硅氧烷溶于有机溶剂中，加入有机金属碱、氢受体，在锰系催化剂存在下，先加热至80-200℃优选90-110℃，反应0.5-3h优选0.5-1h，然后降温到20-25℃；随后加入膦配体，在合成气氛围下2.0-8.0MPa进行羟甲基化反应，得到硅烷基醇；
优选地，所述锰系催化剂与步骤(1)采用的Mn系催化剂相同，优选采用式Ⅲ结构的Mn系催化剂；
优选地，所述锰系催化剂的用量为烷基硅氧烷摩尔量的0.015-1％，优选为0.15-0.6％；
优选地，所述有机溶剂选自四氢呋喃、甲苯、对二甲苯、苯中的任意一种或至少两种的组合，优选四氢呋喃和/或对二甲苯；更优选地，所述有机溶剂加入量为烷基硅氧烷质量的2-6倍；
优选地，所述烷基硅氧烷原料，采用步骤(1)硅氢化反应完成后的反应体系，不经处理直接套用至步骤(2)中，步骤为：向步骤(1)硅氢化反应完成后的反应体系中，加入有机金属碱、氢受体，先加热至80-200℃优选90-110℃，反应0.5-3h优选0.5-1h，然后降温到20-25℃；随后补加锰系催化剂至所需用量，并加入膦配体，在合成气氛围下2.0-8.0MPa进行羟甲基化反应，得到硅烷基醇；
优选地，所述膦配体选自三苯基膦、甲基二苯基膦、2,2'-双(二苯基膦基)-1,1'-联萘；更优选地，所述膦配体为锰系催化剂摩尔量的10-60倍，优选的为20-30倍；
本发明步骤(2)中，所述羟甲基化反应完成后，可以采用过滤、精馏等常规后处理方法，将硅烷基醇精制后使用，也可以在硅氢化反应完成后，不经后处理，将反应体系直接套用到步骤(3)中使用；优选不经后处理直接套用。
本发明步骤(2)中，所述反应，烷基硅氧烷转化率可高达99％以上，选择性可达98％以上。
本发明步骤(3)中，所述含氟金属盐选自氟化钾、氟化镁、氟化钠，优选氟化钾；
优选地，所述含氟金属盐加入量为硅烷基醇摩尔量的3-20倍，优选为8-14倍。
本发明步骤(3)中，所述过氧化物选自过氧乙酸、过氧二苯甲酰、过氧异丙苯，优选过氧乙酸；
优选地，所述过氧化物加入量为硅烷基醇摩尔量的5-20倍，优选为10-15倍。
本发明步骤(3)中，所述氧化反应为25-30℃下反应，反应时间为1-15h，优选为1-4h。
本发明步骤(3)中，所述氧化反应可以任选的使用或者不使用催化剂，所述催化剂可以为锰系催化剂，所述锰系催化剂来自于步骤(1)或(2)采用的Mn系催化剂，优选采用式Ⅲ结构的Mn系催化剂；
本发明步骤(3)中，所述氧化反应在溶剂中进行，所述溶剂选自四氢呋喃、甲苯、DMF的任意一种或至少两种的组合，优选四氢呋喃和/或甲苯；
优选地，所述溶剂加入量为硅烷基醇质量的1-6倍。
优选地，所述硅烷基醇原料，采用步骤(2)反应完成后的反应体系，不经后处理直接套用至步骤(3)中，步骤为：向步骤(2)羟甲基化反应完成后的反应体系中加入含氟金属盐、过氧化物，室温下氧化反应1-15h优选为1-4h，得到线性二元醇。
本发明步骤(3)中，所述氧化反应完成后，还包括过滤、蒸馏脱除溶剂和催化剂等后处理操作，所述过滤、蒸馏为本领域常规操作，不做特别要求。
本发明步骤(3)中，硅烷基醇转化率可高达99％以上，选择性可达98％以上。
本发明线性二元醇制备方法，经硅氢化、羟甲基化、氧化反应得到的线性二元醇总收率大于90％，选择性大于94％，且反应温和，不产生较多杂质。
本发明以α-烯烃为原料，经硅氢化、羟甲基化、氧化反应得到线型二元醇，反应式可表示如下：
Figure BDA0003123512330000071
本发明硅氢化反应采用的Mn系催化剂，反应完成后无需后处理，补加磷配体作为催化剂可直接用于下步羟甲基化反应，本发明特别设计的Mn系催化剂中含有双吡啶结构，催化得到反马氏加成硅烷醇的实质是该催化剂中的金属Mn与烯烃配位后脱去易离去的PEt2基团，随后与硅氧烷配位，由于Mn适中的原子半径与P配体的位阻效应使得硅氧烷只能进攻烯烃空间位阻较小的α位，当反应结束后由于吡啶基团-金属Mn的电子共轭效应，使反应物脱出从而完成反马氏加成得到线型硅氧烷。在之后的羟甲基反应中，Mn-H键易断裂与硅烷醇中的硅氧烷基结合从而脱落形成双键，合成气中的CO取代H的位置，由于位阻效应使得CO只能进攻烯烃空间位阻较小的α位，从而生成端基醇，显著提高反应的转化率和选择性。
与现有技术相比，本发明提供的由硅氢化、羟甲基化、氧化反应制备线性二元醇的工艺，原料来源易得，其中硅氢化反应采用一种具有双吡啶结构、膦配体的Mn络合物作为催化剂，对后续羟甲基化反应同样具有很好的催化效果，反应完成后无需后处理，可直接用于下步反应，简化了工艺流程，且具有转化率、选择性高、成本低的优点。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
本发明实施例和对比例中使用的试剂原料来源如下：
叔丁醇钠、硅氧烷、叔丁基乙烯购自百灵威试剂公司；
四氢呋喃、氟化钾、DMF购自上海国药试剂有限公司；
SiH(C6H6)Cl2即二氯(苯基)硅烷、SiH(C2H5)Cl2即二氯(乙基)硅烷、SiH(C3H7)Cl2即二氯(丙基)硅烷购自Acros试剂公司；
4-溴-3-乙基膦吡啶、4-溴-3-丙基膦吡啶、4-溴-3-苯基膦吡啶、膦配体购自Sigma-Aldrich公司。
合成气CO/H2摩尔比为1：1，万华化学；
其余试剂原料如无特别说明，均为普通市售产品，以上试剂均购买后直接使用。
本发明实施例和对比例中使用的测试方法如下：
催化剂结构分别由元素分析、核磁共振波普仪器测定，元素分析仪器为德国Elementar公司Vario EL cube分析仪；核磁共振波普仪为Bruker(布鲁克公司)AVANCE II500MHz。
产物结构由色谱分析仪器测定，仪器为Agilent 7890B气相色谱仪：安捷伦DB-5色谱柱，进样口温度：220℃；检测器温度:250℃；H2流量：40/min；空气流量：360ml/min。柱箱升温程序为：初始温度20℃，升温速率为20℃/min，保持4min；100-250℃，升温速率15℃/min，保持10min。
实施例1
制备Mn系催化剂，步骤为：
(1)将SiH(C6H6)Cl2(177.1g，1mol)，4-溴-3-苯基膦吡啶(612.0g，2.3mol)溶于四氢呋喃(3060g，42.4mol)中，液氮浴下加入正丁基锂(221.2g,3.45mol)，-78℃反应2h，得到中间体I(957.1g，2.0mol)，结构如下：
Figure BDA0003123512330000081
/>
核磁分析：1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ8.59(d,2H),8.56(dd,2H),7.63(d,2H),7.54–7.48(m,2H),7.48–7.25(m,13H),6.03(s,1H),3.29(tt,1H),2.91(tt,1H).
(2)随后向步骤(1)反应体系中加入MnCl(PEt2)3(715.36g，2mol)，25℃反应2h后得到产品(590.5g，0.95mol)，结构如下：
Figure BDA0003123512330000091
核磁分析：1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ9.07(t,2H),8.69(dd，2H),8.32-8.25(dd,2H),8.17–8.10(m,2H),7.60(dt,4H),7.52(d,2H),7.38–7.29(m,7H),1.50(dq,4H),0.76(t,6H).
实施例2
制备Mn系催化剂，步骤为：
(1)将SiH(C2H5)Cl2(129.1g，1mol)，4-溴-3-(乙基膦酰基)吡啶(501.5g，2.3mol)溶于四氢呋喃(4012g，55.6mol)中，液氮浴下加入正丁基锂(147.3g,2.3mol)，-30℃反应2h，得到中间体I(803.2g，2.1mol)，结构如下：
Figure BDA0003123512330000092
核磁分析：1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ8.71(d,2H),8.55(dd,2H),7.65(d,2H),7.51(dt,2H),7.35–7.25(m,3H),3.29(t,2H),2.35(m,4H),1.09(t,6H).
(2)随后向步骤(1)反应体系中加入MnCl(PEt2)3(894.2g，2.5mol)，30℃反应2h后得到产品(504.5g，0.96mol)，结构如下：
Figure BDA0003123512330000101
核磁分析：1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ9.12(t,2H),8.67(dd,2H),8.17–8.10(m,2H),7.50(d,2H),7.38–7.30(m,3H),6.85(s,1H)，6.72(s,1H),1.96(dq,4H),1.46(dq,4H),0.85(t,6H),0.76(t,6H).
实施例3
制备Mn系催化剂，步骤为：
(1)将SiH(C2H5)Cl2(129.1g，1mol)，4-溴-3-(丙基膦酰基)吡啶(533.7g，2.3mol)溶于四氢呋喃(3202.2g，44.4mol)中，液氮浴下加入正丁基锂(221.2g,3.45mol)，-50℃反应2h，得到中间体I(724.9g，2.0mol)，结构如下：
Figure BDA0003123512330000102
核磁分析：1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ8.49–8.43(m,4H),7.56(d,2H),5.85(td,1H),3.29(t,1H),2.91(t,1H),2.58(m,4H),1.56(m,4H),1.24–1.13(m,5H),0.98(t,6H).
(2)随后向步骤(1)反应体系中加入MnCl(PEt2)3(715.36g，2mol)，25℃反应2h后得到产品(504.5g，0.96mol)，结构如下：
Figure BDA0003123512330000111
核磁分析：1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ9.07(t,2H),8.56(dd,2H),7.50(d,2H),2.31-2.20(dt,4H),1.51-1.34(m,8H),0.84-0.73(m,15H),0.58(m,2H)。
实施例4
合成1,4-丁二醇，步骤为：
(1)将三甲基硅氧烷(12mol，1.47kg)、实施例1制备的Mn系催化剂(0.01mmol，6.21g)溶于四氢呋喃(7.35kg，102mol)中加入到反应釜中，将丙烯(10mol，420.8g)通入反应釜中加热至100℃，硅氢化反应2h，得到丙基三甲氧基硅烷(9.8mol，1.6kg)，转化率99.2％，选择性98.3％。
(2)随后向步骤(1)反应体系中加入叔丁醇钠(0.49mol，3.6g)、叔丁基乙烯(14.7mol，1.23kg)降温至90℃加热0.5h，然后降温到25℃，随后补充加入实施例1制备的Mn系催化剂(0.015mmol，9.3g)，三苯基膦(0.39mol，102.3g)，通入合成气，在2.5MPaG的压力、80℃羟甲基化反应0.5h，得到硅氧烷基醇(9.7mol，1.73kg)，转化率99.0％，选择性98.5％。
(3)随后向步骤(2)反应体系中加入氟化钾(77.6mol，4.5kg)、过氧乙酸(97.0mol，7.3kg)25℃反应2h，蒸馏脱溶剂，得到1,4-丁二醇(9.7mol，874.16g)，转化率99.1％，选择性98.7％。
以丙烯原料计，步骤(1)-(3)的总转化率：97.3％，线性选择性：95.5％。
元素分析：C:47.31；H:10.58；O:42.11
实施例5
合成1,5-戊二醇，步骤为：
(1)将三乙基硅氧烷(12mol，1.47kg)、实施例2制备的Mn系催化剂(0.01mmol，5.25g)溶于四氢呋喃(11.8kg，164mol)中加入到反应釜中，将1-丁烯(10mol，561.0g)通入反应釜中加热至80℃，硅氢化反应1.5h，得到丁基三乙氧基硅烷(9.9mol，2.18kg)，转化率99.4％，选择性98.1％。
(2)随后向步骤(1)反应体系中加入乙醇钠(0.5mol，3.4g)、异丙基乙烯(18mol，1.24kg)降温至90℃加热0.5h后降温到25℃，随后补充加入实施例2制备的Mn系催化剂(0.015mmol，7.8g)三苯基膦(0.39mol，102.3g)，通入合成气，在3.0MPaG的压力、90℃反应1h，得到硅氧烷基醇(9.8mol，2.45kg)，转化率99.1％，选择性98.1％。
(3)最后向步骤(2)反应体系中加入氟化钾(77.6mol，4.5kg)、过氧乙酸(97.0mol，7.3kg)25℃反应2h，蒸馏脱溶剂，得到1,5-戊二醇(9.72mol，1.01kg)，转化率99.0％，选择性98.4％。
以原料1-丁烯计，步骤(1)-(3)的总转化率为97.5％，线性选择性为94.7％。
元素分析：C:57.62；H:11.63；O:30.75
实施例6
合成1,6-己二醇，步骤为：
(1)将三丙基硅氧烷(12mol，2.48kg)、实施例3制备的Mn系催化剂(0.01mmol，4.13g)溶于四氢呋喃(14.9kg，207mol)中加入到反应釜中，将1-戊烯(10mol，701.3g)通入反应釜中加热至80℃，硅氢化反应1.5h，得到戊基三丙氧基硅烷中间体硅氧烷(9.83mol，2.85kg)，转化率99.3％，选择性98.7％。
(2)随后向步骤(1)反应体系中加入叔丁醇钠(0.49mol，3.6g)、叔丁基乙烯(14.7mol，1.23kg)降温至在90℃加热0.5h后降温到25℃，随后补充加入实施例3制备的Mn系催化剂(0.015mmol，6.2g)三苯基膦(0.39mol，102.3g)，通入合成气，在0.5MPaG的压力、80℃反应0.5h，得到硅氧烷基醇(9.79mol，2.92kg)，转化率99.6％，选择性98.0％。
(3)最后向步骤(2)反应体系中加入氟化钾(77.6mol，4.5kg)、过氧乙酸(97.0mol，7.3kg)25℃反应2h，蒸馏脱溶剂，得到1,6-己二醇(9.76mol，1.15kg)，转化率99.0％，选择性98.7％。
以原料1-戊烯计，步骤(1)-(3)的总转化率：98.0％，线性选择性：95.5％。
元素分析：C:60.95；H:11.89；O:27.14
实施例7
参照实施例4，不同之处仅在于，将步骤(1)制备的Mn系催化剂替换为等摩尔量的MnO2，其它步骤及操作参数均与实施例4相同。
步骤(1)，转化率71.5％，选择性80.2％。
对比例1
合成1,4-丁二醇，步骤为：
将三甲基硅氧烷(12mol，1.47kg)、催化剂MnO2溶于四氢呋喃中加入到反应釜中，将丙烯(10mol，420.8g)通入反应釜中加热至100℃，反应2h，随后加入叔丁醇钠(0.49mol，3.6g)、叔丁基乙烯(14.7mol，1.23kg)在90℃加热0.5h后降温到室温，随后加入异辛酸钴(0.1mol，34.5g)、三苯基膦(0.39mol，102.3g)，通入合成气，在0.5MPaG的压力、80℃反应0.5h，将硅氧烷基醇、氟化钾(77.6mol，4.5kg)、过氧乙酸(97.0mol，7.3kg)溶于10kg甲苯中，室温反应2h，经分析未得到1,4-丁二醇。
对比例2
合成硅氧烷基醇，步骤为：
将三乙基硅氧烷(12mol，1.47kg)、实施例2制备的Mn系催化剂(0.01mmol，5.25g)溶于四氢呋喃中加入到反应釜中，将1-丁烯(10mol，561.0g)通入反应釜中加热至80℃，反应1.5h，得到丁基三乙氧基硅烷(9.9mol，2.18kg)。随后加入乙醇钠(0.5mol，3.4g)、异丙基乙烯(18mol，1.24kg)，在90℃加热0.5h后降温到25℃，随后加入醋酸钴(0.1mol，17.7g)、三苯基膦(0.39mol，102.3g)，通入合成气，在0.6MPaG的压力、90℃反应1h，得到硅氧烷基醇(5.8mol，1.45kg)。

Claims (57)

1.一种线性二元醇的合成方法，其特征在于，步骤包括：
(1)Mn系催化剂作用下，α-烯烃与硅氧烷经硅氢化反应得到烷基硅氧烷；
(2)在合成气氛围中，Mn系催化剂、膦配体作用下，烷基硅氧烷与有机金属碱、氢受体经羟甲基化反应得到硅烷基醇；
(3)硅烷基醇与含氟金属盐、过氧化物经氧化反应得到线性二元醇；
步骤(1)中所述硅氧烷，其结构如式Ⅱ所示：
Figure QLYQS_1
其中，所述R分别独立地表示为C1-C10的烷基，R可以相同或者不同；
步骤(2)中所述氢受体选自C3-C6的烷基乙烯。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的线性二元醇结构如式Ⅰ所示：
Figure QLYQS_2
其中，所述n取值为1-10。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述n取值为1-5。
4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述线性二元醇选自1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1-7-庚二醇。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，所述α-烯烃选自C2-C10的α-烯烃；
所述α-烯烃与硅氧烷的摩尔比为1：0.5-2.0；
所述硅氢化反应，反应温度为60-150℃，反应时间为1-6h；
所述硅氢化反应完成后，可以将烷基硅氧烷精制后使用，也可以在硅氢化反应完成后，将反应体系直接套用到步骤(2)中使用。
6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述α-烯烃选自C3-C6的直链α-烯烃。
7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述α-烯烃选自丙烯、1-丁烯、正戊烯、正己烯。
8.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，式Ⅱ中，所述R分别独立地表示为C1-C5的烷基。
9.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述硅氧烷选自三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三丙氧基硅烷、三丁氧基硅烷、三戊氧基硅烷。
10.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述α-烯烃与硅氧烷的摩尔比为1：1.0-1.5。
11.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述硅氢化反应，反应温度为80-100℃，反应时间为1-2.5h。
12.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，具体步骤包括：将α-烯烃、硅氧烷、Mn系催化剂溶于四氢呋喃中，加热进行硅氢化反应得到烷基硅氧烷。
13.根据权利要求12所述的合成方法，其特征在于，所述四氢呋喃加入量为α-烯烃质量的5-22倍。
14.根据权利要求13所述的合成方法，其特征在于，所述四氢呋喃加入量为α-烯烃质量的15-22倍。
15.根据权利要求12所述的合成方法，其特征在于，所述Mn系催化剂加入量为α-烯烃摩尔量的0.01-0.5％。
16.根据权利要求15所述的合成方法，其特征在于，所述Mn系催化剂加入量为α-烯烃摩尔量的0.1-0.3％。
17.根据权利要求12所述的合成方法，其特征在于，所述Mn系催化剂，其结构如式Ⅲ所示：
Figure QLYQS_3
其中，R1分别独立地表示为H、C1-C4的烷基、苯基、吡啶基、吡咯基、噻吩基、噻唑基中的任意一种，R1可以相同或者不同；R2表示为H、C1-C5烷基、苯基、吡啶基、吡咯基、噻吩基、噻唑基中的任意一种；PEt2表示二乙基膦。
18.根据权利要求17所述的合成方法，其特征在于，所述R1分别独立地表示为甲基、乙基、丙基、苯基中的任意一种；R2表示为H、甲基、乙基、丙基苯基中的任意一种。
19.根据权利要求17所述的合成方法，其特征在于，式Ⅲ所示Mn系催化剂，采用下述方法制备：
S1：式Ⅳ所示的SiHRCl2与式Ⅴ所示的溴代吡啶取代物在正丁基锂的作用下生成式Ⅵ所示的中间体I；
S2：式Ⅵ所示的中间体I与络合物MnCl(PEt2)3反应，生成式Ⅲ所示Mn系催化剂，反应式如下：
Figure QLYQS_4
其中，R1、R2、PEt2与权利要求4所述式Ⅲ中相同，PEt3表示三乙基膦。
20.根据权利要求19所述的合成方法，其特征在于，所述溴代吡啶取代物的加入量为SiHRCl2摩尔量的2.0-5.0倍。
21.根据权利要求20所述的合成方法，其特征在于，所述溴代吡啶取代物的加入量为SiHRCl2摩尔量的2.3-3.0倍。
22.根据权利要求19所述的合成方法，其特征在于，所述正丁基锂的加入量为溴代吡啶取代物摩尔量的1.0-2.0倍。
23.根据权利要求22所述的合成方法，其特征在于，所述正丁基锂的加入量为溴代吡啶取代物摩尔量的1.0-1.5倍。
24.根据权利要求19所述的合成方法，其特征在于，所述MnCl(PEt2)3的加入量为中间体I摩尔量的1.0-3.0倍。
25.根据权利要求24所述的合成方法，其特征在于，所述MnCl(PEt2)3的加入量为中间体I摩尔量的1.0-1.5倍。
26.根据权利要求19所述的合成方法，其特征在于，步骤S1反应温度为-78℃-0℃，反应时间为1.0-5.0h。
27.根据权利要求26所述的合成方法，其特征在于，步骤S1反应温度为-78℃--30℃，反应时间为1.0-1.5h。
28.根据权利要求26所述的合成方法，其特征在于，步骤S1采用液氮浴控制反应温度。
29.根据权利要求19所述的合成方法，其特征在于，步骤S2反应温度为20-60℃，反应时间为1.0-4.0h。
30.根据权利要求29所述的合成方法，其特征在于，步骤S2反应温度为30-40℃，反应时间为1.0-1.5h。
31.根据权利要求19所述的合成方法，其特征在于，步骤S1、S2反应在溶剂中进行，所述溶剂选自四氢呋喃、甲苯、二甲苯中的任意一种或至少两种的组合。
32.根据权利要求31所述的合成方法，其特征在于，所述溶剂用量为溴代吡啶取代物质量的5-8倍。
33.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，所述有机金属碱选自叔丁醇钠、叔丁醇镁、乙醇钠、乙醇镁；
所述有机金属碱的加入量为烷基硅氧烷摩尔量的0.01-0.5倍；
所述氢受体的加入量为烷基硅氧烷摩尔量的1.0-5.0倍；
所述羟甲基化反应，反应温度为80-200℃，反应时间为0.5-3h。
34.根据权利要求33所述的合成方法，其特征在于，所述有机金属碱的加入量为烷基硅氧烷摩尔量的0.02-0.1倍。
35.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述氢受体选自叔丁基乙烯、异丙基乙烯。
36.根据权利要求33所述的合成方法，其特征在于，所述氢受体的加入量为烷基硅氧烷摩尔量的1.5-2.5倍。
37.根据权利要求33所述的合成方法，其特征在于，所述羟甲基化反应，反应温度为90-110℃，反应时间为0.5-1h。
38.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，所述羟甲基化反应，在合成气氛围下进行，反应压力为2.0-8.0MPa。
39.根据权利要求38所述的合成方法，其特征在于，所述合成气中CO和H2摩尔比为1：0.5-2.0。
40.根据权利要求39所述的合成方法，其特征在于，所述合成气中CO和H2摩尔比为1：0.5-1.0。
41.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，具体步骤包括：将烷基硅氧烷溶于有机溶剂中，加入有机金属碱、氢受体，在锰系催化剂存在下，先加热至80-200℃，反应0.5-3h，然后降温到20-25℃；随后加入膦配体，在合成气氛围下2.0-8.0MPa进行羟甲基化反应，得到硅烷基醇；
所述羟甲基化反应完成后，可以将硅烷基醇精制后使用，也可以在硅氢化反应完成后，将反应体系直接套用到步骤(3)中使用。
42.根据权利要求41所述的合成方法，其特征在于，反应温度为加热至90-110℃，反应时间为0.5-1h。
43.根据权利要求41所述的合成方法，其特征在于，所述锰系催化剂与步骤(1)采用的Mn系催化剂相同。
44.根据权利要求43所述的合成方法，其特征在于，所述锰系催化剂为式Ⅲ结构的Mn系催化剂。
45.根据权利要求41所述的合成方法，其特征在于，所述锰系催化剂的烷基硅氧烷摩尔量的0.015-1％。
46.根据权利要求45所述的合成方法，其特征在于，所述锰系催化剂的烷基硅氧烷摩尔量的0.15-0.6％。
47.根据权利要求41所述的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂选自四氢呋喃、甲苯、对二甲苯、苯中的任意一种或至少两种的组合；所述有机溶剂加入量为烷基硅氧烷质量的2-6倍。
48.根据权利要求41所述的合成方法，其特征在于，所述膦配体选自三苯基膦、甲基二苯基膦、2,2'-双(二苯基膦基)-1,1'-联萘；所述膦配体为锰系催化剂摩尔量的10-60倍。
49.根据权利要求48所述的合成方法，其特征在于，所述膦配体为锰系催化剂摩尔量的20-30倍。
50.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，所述烷基硅氧烷原料，采用步骤(1)硅氢化反应完成后的反应体系，直接套用至步骤(2)中，步骤为：向步骤(1)硅氢化反应完成后的反应体系中，加入有机金属碱、氢受体，先加热至80-200℃，反应0.5-3h，然后降温到20-25℃；随后补加锰系催化剂至所需用量，并加入膦配体，在合成气氛围下2.0-8.0MPa进行羟甲基化反应，得到硅烷基醇。
51.根据权利要求50所述的合成方法，其特征在于，反应温度为加热至90-110℃，反应时间为0.5-1h。
52.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，所述含氟金属盐选自氟化钾、氟化镁、氟化钠；
所述含氟金属盐加入量为硅烷基醇摩尔量的3-20倍；
所述过氧化物选自过氧乙酸、过氧二苯甲酰、过氧异丙苯；
所述过氧化物加入量为硅烷基醇摩尔量的5-20倍；
所述氧化反应为25-30℃下反应，反应时间为1-15h；
所述氧化反应可以任选的使用或者不使用催化剂，所述催化剂可以为锰系催化剂，所述锰系催化剂来自于步骤(1)或(2)采用的Mn系催化剂；
所述氧化反应在溶剂中进行，所述溶剂选自四氢呋喃、甲苯、DMF的任意一种或至少两种的组合；
所述溶剂加入量为硅烷基醇质量的1-6倍。
53.根据权利要求52所述的合成方法，其特征在于，所述含氟金属盐加入量为硅烷基醇摩尔量的8-14倍。
54.根据权利要求52所述的合成方法，其特征在于，所述过氧化物加入量为硅烷基醇摩尔量的10-15倍。
55.根据权利要求52所述的合成方法，其特征在于，所述反应时间为1-4h。
56.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，所述硅烷基醇原料，采用步骤(2)反应完成后的反应体系，直接套用至步骤(3)中，步骤为：向步骤(2)羟甲基化反应完成后的反应体系中加入含氟金属盐、过氧化物，室温下氧化反应1-15h，得到线性二元醇。
57.根据权利要求56所述的合成方法，其特征在于，所述室温下氧化反应为1-4h。
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