阅读说明：本技术 一种气固相法高效合成1r,2r-环己烷二甲醇的方法 (Method for efficiently synthesizing 1R, 2R-cyclohexanedimethanol by gas-solid phase method ) 是由 李福伟 高广 赵泽伦 孙鹏 龙向东 石利军 岳成涛 聂超 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种气固相法高效合成1R,2R-环己烷二甲醇的方法。所述方法包括：在还原性气氛中,将1R,2R-环己烷二甲酸和/或1R,2R-环己烷二甲酸衍生物溶液连续输入设置有催化剂的连续管式反应器中,于空速0.01-1000g/g·h的条件下连续反应,获得1R,2R-环己烷二甲醇。本发明充分利用气固相法的特点,原料和产物只在反应体系中短暂停留,有效的阻止了手性化合物在高温下消旋化的发生,实现了1R,2R-环己烷二甲醇的连续化生产,适用于进行工业化生产。(The invention discloses a method for efficiently synthesizing 1R, 2R-cyclohexanedimethanol by a gas-solid phase method. The method comprises the following steps: in a reducing atmosphere, continuously inputting the 1R, 2R-cyclohexanedicarboxylic acid and/or 1R, 2R-cyclohexanedicarboxylic acid derivative solution into a continuous tubular reactor provided with a catalyst, and continuously reacting at a space velocity of 0.01-1000 g/g.h to obtain the 1R, 2R-cyclohexanedimethanol. The invention fully utilizes the characteristics of the gas-solid phase method, the raw materials and the products only temporarily stay in the reaction system, effectively prevents the chiral compound from deswirling at high temperature, realizes the continuous production of 1R, 2R-cyclohexanedimethanol, and is suitable for industrial production.)

一种气固相法高效合成1R,2R-环己烷二甲醇的方法

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种气固相法高效合成1R,2R-环己烷二甲醇的方法。

背景技术

含手性基团的醇是一类典型的高附加值精细化学品，特别是在医药合成中具有非常广泛的应用。1R，2R-环己烷二甲醇是合成盐酸鲁拉西酮(抗精神病药，年销售额近20亿美元，其中手性二醇单体的价格约为400万RMB/吨)的重要中间体。目前制备包括上述手性二元醇在内手性醇的主要工艺是：酸酰化-酯化-化学还原。需要使用环境不友好的酰氯化试剂以及过量的NaBH₄还原剂，产生大量的无机废盐和废水，工艺路线长、成本高。

以H₂为清洁氢源，手性羧酸的多相催化加氢制备手性醇类化合物具有合成效率高、路线短、成本低、原料易得等优势，接近理想的零污染排放，符合国家建立绿色生态社会的技术需要。但是受制于手性化合物长时间在高温环境中容易发生消旋，所以手性羧酸的多相催化加氢技术十分匮乏。专利CN 201810709488.3中提出的手性环己烷二甲醇类化合物制备方法仅限于在釜式反应中进行，相比于釜式反应气固相法可以避免原料和产物长时间在反应体系中的停留，而且气固相法相比于釜式反应更有利于工业连续化生产，更重要的是气固相法不仅原料可以避免长时间的高温环境，产物也可以及时的分离，这一点对于手性化合物的手性保持至关重要，能够有效的避免手性化合物长期在高温环境中消旋化的发生，为产物的手性保持提供了保证。目前国际国内能够实现1R,2R-环己烷二甲醇高效合成的催化技术十分匮乏，因此开发手性醇类化合物的多相催化加氢制备与绿色新工艺关键技术具有非常重要的经济和社会意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高效合成1R,2R-环己烷二甲醇的方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种气固相法高效合成1R,2R-环己烷二甲醇的方法，其包括：

在还原性气氛中，将1R,2R-环己烷二甲酸和/或1R,2R-环己烷二甲酸衍生物溶液连续输入设置有催化剂的连续管式反应器中，于空速0.01-1000g/g·h的条件下连续反应，获得1R,2R- 环己烷二甲醇。

进一步的，所述方法包括：在还原性气氛中，将溶于溶剂的1R,2R-环己烷二甲酸和/或 1R,2R-环己烷二甲酸衍生物不间断泵入设置有催化剂的连续管式反应器中，于压力0.1-30MPa，温度20-300℃，空速0.01-1000g/g·h的条件下连续反应，获得1R,2R-环己烷二甲醇。

与现有技术相比，本发明提供了气固相法一种高效合成1R,2R-环己烷二甲醇的方法，其以1R,2R-环己烷二甲酸和/或1R,2R-环己烷二甲酸衍生物为原料，在合成1R,2R-环己烷二甲醇环己烷二甲醇的方法中，通过改变催化剂以及充分利用气固相法的特点，原料和产物只在反应体系中短暂停留，有效的阻止了手性化合物在高温下消旋化的发生，实现了1R,2R-环己烷二甲醇的连续化生产，适用于进行工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例8中Pt-Re/TiO₂透射电镜图；

图2是本发明实施例14中催化剂使用寿命结果图。

具体实施方式

鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本发明实施例的一个方面提供了一种气固相法高效合成1R,2R-环己烷二甲醇的方法，其包括：

在还原性气氛中，将1R,2R-环己烷二甲酸和/或1R,2R-环己烷二甲酸衍生物溶液连续输入设置有催化剂的连续管式反应器中，于空速0.01-1000g/g·h的条件下连续反应，获得1R,2R- 环己烷二甲醇。

在一些实施方案中，所述高效合成1R,2R-环己烷二甲醇的方法包括：

在还原性气氛中，将溶于溶剂的1R,2R-环己烷二甲酸和/或1R,2R-环己烷二甲酸衍生物不间断泵入装有催化剂的连续管式反应器中，于压力0.1-30MPa，温度20-300℃，空速 0.01-1000g/g·h的条件下连续反应，从而获得1R,2R-环己烷二甲醇，其化学反应式如式(1) 所示。

在一些实施方案中，所述催化剂包括氧化物载体，以及负载于所述氧化物载体上的催化活性组分，其中，所述催化活性组分包括协同催化元素、加氢金属元素和沉淀剂。

进一步的，所述氧化物载体包括氧化硅、分子筛、氧化钴、氧化铁、氧化钛、氧化镁、氧化铌中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述协同催化元素包括铼、钼、锡、钨、钒元素中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述加氢金属包括钴、钌、镍、铂、铜、铱、银中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述沉淀剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氨水、尿素、碳酸铵中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述催化剂中协同催化元素的含量为0.01wt％～50wt％。

进一步的，所述催化剂中加氢金属的含量为0.01wt％～50wt％。

在一些实施方案中，所述催化剂的制备方法包括：

将氧化物载体于含协同催化元素的溶液中浸渍，干燥，之后将干燥后的物质在空气中于 200-1200℃煅烧5-24h，然后将煅烧所得物于含加氢金属元素的溶液中浸渍，再干燥，获得催化剂前驱体，之后将所述催化剂前驱体在空气中于200-1200℃煅烧5-24h，最后在还原性气氛中于100-1000℃还原1-24h，获得所述催化剂；

或者，将氧化物载体浸渍于含协同催化元素和加氢金属元素的混合溶液中，再干燥，获得催化剂前驱体，之后将所述催化剂前驱体在空气中于200～1200℃煅烧5～24h，再在还原性气氛中于100～1000℃还原反应1～24h，获得所述催化剂；

或者，将氧化物载体于含协同催化元素和加氢金属元素的溶液中混合均匀，之后加入碱性溶液，搅拌0.5-24h，之后升温至0-100℃，老化0.5-48h，而后将所获固形物于空气中200-1200℃煅烧0.5-24h，再在还原性气氛中于100-1000℃还原0.5-24h，获得所述催化剂。

在一些更为具体的实施方案中，所述制备方法可以包括：

将载体于含协同催化元素的溶液中充分浸渍，蒸出溶液，干燥，其后在空气中200-1200℃煅烧1-24h；再将所得材料于含加氢金属元素的溶液中充分浸渍，蒸出溶液，干燥，其后在空气中200-1200℃煅烧1-24h，再在还原性气氛中于100-1000℃还原0.5-24h，或不经过空气中煅烧直接在还原性气氛中于100-1000℃还原0.5-24h，形成所述催化剂。

在一些更为具体的实施方案中，所述制备方法还可以包括：

将载体于含协同催化元素和加氢金属元素的溶液中充分搅拌均匀，缓慢滴加一定浓度的碱性溶液，继续搅拌0.5-24h，升温0-100℃，老化0.5-48h，过滤，水洗，干燥，其后在空气中200-1200℃煅烧1-24h，再在还原性气氛中于100-1000℃还原0.5-24h，或不经过空气中煅烧直接在还原性气氛中于100-1000℃还原0.5-24h，形成所述催化剂。

在一些更为具体的实施方案中，所述制备方法还可以包括：

将载体于含协同催化元素和加氢金属元素的溶液中充分浸渍，蒸出溶液，干燥，其后在空气中200-1200℃煅烧0.5-24h，再在还原性气氛中于100-1000℃还原0.5-24h，或不经过空气中煅烧直接在还原性气氛中于100-1000℃还原0.5-24h，形成所述催化剂。

进一步的，所述碱性溶液中的碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氨水中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

在一些实施例中，所述1R,2R-环己烷二甲酸衍生物包括1R,2R-环己烷二甲酸甲酯、1R,2R- 环己烷二甲酸乙酯、1R,2R-环己烷二甲酸丙酯、1R,2R-环己烷二甲酸丁酯中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述还原性气氛由还原性气体形成。

进一步的，所述还原性气体包括氢气和/或含氢气的混合气体。

在一些实施例中，所述溶剂包括水、醇类溶剂、醚类溶剂、烃类溶剂中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇、甘油中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述醚类溶剂包括四氢呋喃、***、1,4-二氧六环、二苯醚、叔丁醇甲醚中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述烃类溶剂包括戊烷、己烷、苯、甲苯、石油醚、二氯甲烷、三氯甲烷中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

藉由上述技术方案，本发明提供了一种高效合成1R,2R-环己烷二甲醇的方法，其以1R,2R- 环己烷二甲酸和/或1R,2R-环己烷二甲酸衍生物为原料，在合成1R,2R-环己烷二甲醇环己烷二甲醇的方法中，通过改变催化剂以及充分利用气固相法的特点，原料和产物只在反应体系中短暂停留，有效的阻止了手性化合物在高温下消旋化的发生，实现了1R,2R-环己烷二甲醇的连续化生产，适用于进行工业化生产。

下面结合若干优选实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

Pt/Re/二氧化硅催化剂制备：将2g二氧化硅粉末加入0.005mol/L铼酸铵和0.005mol/L氯铂酸的混合溶液中，充分混合均匀，进行干燥，先于空气中200℃煅烧5h，之后于5％氢气和 95％氮气中100℃还原1h，获得所述催化剂。

实施例2

Ni/Mo/zsm-5分子筛催化剂制备：将2.0g zsm-5分子筛粉末加入0.005mol/L硝酸镍和 0.005mol/L钼酸的混合溶液中，混合均匀，进行干燥，先于空气中1200℃煅烧24h，之后于 10％氢气和95％氩气中1000℃还原24h，获得所述催化剂。

实施例3

Ru/Re/氧化镁催化剂制备：将2.0g氧化镁粉末加入0.005mol/L氯化钌溶液中，充分搅拌 24h，进行干燥，于空气中550℃煅烧4h，再将煅烧后的催化剂加入0.005mol/L过铼酸铵溶液中，充分搅拌12h，进行干燥，先于空气中700℃煅烧4h，之后于5％氢气和95％氦气中 300℃还原3h，获得所述催化剂。

实施例4

Ru-Cu/V/氧化铁催化剂制备：将2g氧化铁粉末0.005mol/L钒酸铵溶液中，充分搅拌24h，进行干燥，于空气中500℃煅烧4h，再将煅烧后的催化剂加入0.005mol/L氯化钌和0.005mol/L 硝酸铜的混合溶液中，充分搅拌12h，进行干燥，先于空气中600℃煅烧4h，之后于10％氢气和90％氩气中400℃还原4h，获得所述催化剂。

实施例5

Ag/锡/氧化铌催化剂制备：将2g氧化铌粉末加入0.005mol/L硝酸银、0.005mol/L氯化锡的溶液中，充分搅拌12h，进行干燥，先于空气中500℃煅烧4h，之后于氢气中300℃还原 4h，获得所述催化剂。

实施例6

Pt-Sn/Re/二氧化钛催化剂的制备：将0.01mol/L的氢氧化钠溶液缓慢的滴加到含有 0.06mol/L氯铂酸、0.005mol/L氯化亚锡、0.005mol/L过铼酸混合溶液中，充分搅拌12h，进行过滤，水洗，干燥，先于空气中500℃煅烧4h，之后于10％氢气和90％氦气中500℃还原4h，获得所述催化剂。

实施例7

Ru/Sn/二氧化钛催化剂的制备：将0.01mol/L的碳酸钠溶液缓慢的滴加到含有0.06mol/L 氯化钌、0.005mol/L氯化亚锡和2.0g二氧化钛混合溶液中，充分搅拌12h，进行过滤，水洗，干燥，先于空气中1200℃煅烧0.5h，之后于10％氢气和90％氦气中500℃还原4h，获得所述催化剂。

实施例8

Ru-Re/二氧化钛催化剂制备：将2g二氧化钛粉末0.005mol/L氯铂酸和0.05mol/L过铼酸溶液中，充分均匀，进行干燥，于空气中600℃煅烧8h，先于空气中600℃煅烧4h，之后于 10％氢气和90％氩气中400℃还原4h，获得所述催化剂，所得催化剂电镜图片如图1所示，从图中可以看出颜色较深的小斑点是Ru和Re的金属纳米颗粒，较浅的颜色是二氧化钛载体。

实施例9

将实施例1制备的催化剂2.0g，装入连续管式反应器中，充入5.0MPa的氢气，升温至 200℃，将1R,2R-环己烷二甲酸172g溶于1000ml的水中，利用高压注射泵连续向反应器中注入，空速20g/g.h，在装置的储液罐收集反应液，对反应液进行色谱分析，反应液采用agilent6980气相色谱配备SE-54毛细管柱。1R,2R-环己烷二甲酸转化率100％，1R,2R-环己烷二甲醇收率93％。

实施例10

将实施例3制备的催化剂2.0g，装入连续管式反应其中，充入7.0MPa的氢气，升温至 190℃，将1R,2R-环己烷二甲酸甲酯200g溶于1000ml的甲醇中，利用高压注射泵连续向反应器中注入，空速50g/g.h在装置的储液罐收集反应液，对反应液进行色谱分析，反应液采用 agilent6980气相色谱配备SE-54毛细管柱。1R,2R-环己烷二甲酸甲酯转化率99％，1R,2R-环己烷二甲醇收率94％。

实施例11

将实施例6制备的催化剂2.0g，装入连续管式反应其中，充入7.0MPa的氢气，升温至 150℃，将1R,2R-环己烷二甲酸乙酯200g溶于1000ml的1,4-二氧六环中，利用高压注射泵连续向反应器中注入，空速100g/g.h在装置的储液罐收集反应液，对反应液进行色谱分析，反应液采用agilent6980气相色谱配备SE-54毛细管柱。1R,2R-环己烷二甲酸乙酯转化率100％， 1R,2R-环己烷二甲醇收率94％。

实施例12

将实施例8制备的催化剂2.5g，装入连续管式反应其中，充入10.0MPa的氢气，升温至210℃，将1R,2R-环己烷二甲酸甲酯200g溶于1000ml的甲苯中，利用高压注射泵连续向反应器中注入，空速100g/g.h在装置的储液罐收集反应液，对反应液进行色谱分析，反应液采用agilent6980气相色谱配备SE-54毛细管柱。1R,2R-环己烷二甲酸甲酯转化率99％，1R,2R- 环己烷二甲醇收率91％。

实施例13

将实施例3制备的催化剂2.0g，装入连续管式反应其中，充入8.0MPa的氢气，升温至 160℃，将1R,2R-环己烷二甲酸甲酯200g溶于1000ml的20％乙醇和80％水混合溶剂中，利用高压注射泵连续向反应器中注入，空速30g/g.h，在装置的储液罐收集反应液，对反应液进行色谱分析，反应液采用agilent6980气相色谱配备SE-54毛细管柱。1R,2R-环己烷二甲酸甲酯转化率99％，1R,2R-环己烷二甲醇收率94％。

实施例14

将实施例3制备的催化剂2.0g，装入连续管式反应其中，充入8.0MPa的氢气，升温至 160℃，将1R,2R-环己烷二甲酸甲酯200g溶于1000ml的20％乙醇和80％水混合溶剂中，利用高压注射泵连续向反应器中注入，空速30g/g.h，在装置的储液罐收集反应液，每12小时取一次样，对反应液进行色谱分析，反应液采用agilent6980气相色谱配备SE-54毛细管柱, 结果如图2所示，反应过程中生成的副产物，可以看出该催化剂和催化体系有着较优的1R,2R- 环己烷二甲醇收率(90％以上)以及高稳定性(连续运行1000h以上)，应过程中生成的其他副产物较少。

此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。

本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。

在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。

在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。

应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。

尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。