[发明专利]一种1,3-二氧戊环类化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及1，3-二氧戊环类化合物的制备方法，具体涉及2，2-二烷基 -1，3-二氧戊环的制备方法及其水解制备乙二醇方法。

背景技术

1，3-二氧戊环类化合物的制备方法，按反应物分类，一般有两种：第一， 以邻二醇类化合物和含羰基的化合物(醛或酮)为反应物，反应生成1，3- 二氧戊环类化合物和水；第二，环氧化合物与醛或酮反应生成1，3-二氧戊 环类化合物。在有机合成领域，第一种方法常用于邻二羟基或羰基官能团 的保护和邻二醇类化合物的气相色谱分析；第二种方法文献报道的较少， 其中具有潜在工业应用价值的实例是在催化剂作用下环氧乙烷和丙酮反 应制备2，2-二甲基-1，3-二氧戊环，然后水解2，2-二甲基-1，3-二氧戊环制备 乙二醇。文献报道的第二种方法实例如下：

美国化学会期刊文献(J.Org.Chem.1978，43，438～440)报道了在无水 硫酸铜催化剂作用下环氧化合物(II)与丙酮反应制备2，2-二甲基-1，3-二 氧戊环衍生物。但该方法对于结构通式为(II)式的环氧化合物，当R¹至R⁴基团中有1个或2个基团是烷基、其余为氢原子时，所述环氧化合物 与丙酮反应的转化率低(5～50％)，并且反应需使用大量的丙酮(丙酮与 环氧化合物摩尔比大于16)和催化剂(催化剂与环氧化合物摩尔比高达 40％)。

制备2，2-二甲基-1，3-二氧戊环在乙二醇生产工艺中有应用价值。现有 乙二醇生产工艺的主要缺点是水和环氧乙烷质量比高(约10∶1)，同时 乙二醇选择性偏低，流程长，能耗大，生产中大量的能量用于蒸发产品中 的水分。为了解决环氧乙烷水解制乙二醇生产中节约能源及降低设备投资 问题，在降低水的用量的同时又减少副产物二甘醇(diethyleneglycol)， 专利文献EP0448157B1报道了环氧乙烷先与丙酮反应生成2，2-二甲基-1，3- 二氧戊环，然后水解2，2-二甲基-1，3-二氧戊环制备乙二醇。环氧乙烷与丙 酮的反应所使用的催化剂是固体酸催化剂(solid acid catalysts)，采用酸 活化的粘土(acid activated clays)。当用K10(一种酸活化的粘土)作 催化剂，并且环氧乙烷与丙酮的投料摩尔比为1∶3.8时，环氧乙烷除转 化为2，2-二甲基-1，3-二氧戊环外，产物液有副产物乙二醇、二甘醇 (diethyleneglycol)和1，4-二氧杂环己烷。气相色谱分析反应产物液成分： 副产物总含量0.4％w。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

本发明的目的之一是提供一种1，3-二氧戊环类化合物的制备方法，使 得用结构通式(II)式的环氧化合物与酮或醛反应制备结构通式(I)的 1，3-二氧戊环类化合物的转化率提高，同时保持较高选择性，降低副产物 含量。

本发明的目的之二是提供一种乙二醇的制备方法，用环氧乙烷与酮反 应再水解制备乙二醇，比现有乙二醇生产工艺节约能源及降低设备投资。

本发明的1，3-二氧戊环类化合物的制备方法技术方案是：

以结构通式为(II)式的环氧化合物为第一种原料，

以通式为R⁵COR⁶的醛或酮为第二种原料；

以三氟甲磺酸锌为催化剂，所述第一种原料与所述第二种原料发生反 应，生成结构通式为(I)的1，3-二氧戊环类化合物；

在结构通式(I)、(II)中：