本發(fā)明涉及一種采用硼氫化鈉還原體系制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇的工藝。

背景技術(shù)：

1, 2-二醇類化合物是非常重要的被廣泛用于藥物活性成分合成轉(zhuǎn)化，高分子合成及其它材料的前體及中間體，制備二醇的方法主要是由相應(yīng)的羥基酯或羰基酯的還原而成。采用金屬?gòu)?fù)氫化物、硼烷、氫氣等對(duì)羧酸或羧酸衍生物進(jìn)行還原是制備醇的最重要手段。在常用的金屬?gòu)?fù)氫化物中，四氫鋁鋰對(duì)羧酸或羧酸衍生物的還原很有效，但價(jià)格昂貴，反應(yīng)不易操作且后處理麻煩，不利于大規(guī)模生產(chǎn)；而硼氫化鈉價(jià)格便宜，反應(yīng)溫和易操作，雖然其還原能力較弱，不能單獨(dú)還原羧酸或羧酸衍生物。但硼氫化鈉可以被改進(jìn)成為還原性更強(qiáng)或選擇性更高的還原劑，可以提高硼氫化鈉的還原能力，擴(kuò)大硼氫化鈉的應(yīng)用范圍。

近年來(lái)，以硼氫化鈉為還原劑，將羧酸或羧酸衍生物還原成醇的技術(shù)日益受到人們的重視。Aammer Saeed等在文獻(xiàn)《Sodium borohydride reduction of aromatic carboxylic acids via methyl esters》（J. Chem. Sci，Vol. 118，2006年）報(bào)道了滴加甲醇到酯和NaBH₄和四氫呋喃混合物中，能大大提高反應(yīng)活性，能將羧酸甲酯還原成相應(yīng)的醇，收率為70%-92%。Tomio Yamakawa等在文獻(xiàn)《A new reduction of some carboxylic esters with sodium borohydride and zinc chloride in the presence of a tertiary amine》（Bull. Chem. Soc. Jpn，Vol. 64，1991年）報(bào)道了在叔胺的存在下，NaBH₄/ZnCl₂表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性，羧酸酯被溫和地還原為相應(yīng)的醇。王偉等在文獻(xiàn)《硼氫化鈉/氯化鈣新法還原乙?；F合成1-二茂鐵基乙醇》（精細(xì)化工中間體，Vol. 41，2011年）報(bào)道了采用硼氫化鈉/氯化鈣還原體系將乙?；F還原為1-二茂鐵基乙醇，收率為87.5%。蔡良珍等在文獻(xiàn)《NaBH₄/Lewis酸體系室溫下還原反式環(huán)己基羧酸及酯的反應(yīng)》 （液晶與顯示Vol. 22，2007年）中采用NaBH₄-Lewis酸體系室溫下還原反式環(huán)己基羧酸及酯，發(fā)現(xiàn)AlCl₃，ZnCl₂和TiCl₄三種路易斯酸中TiCl₄的反應(yīng)效果最好，采用NaBH₄/TiCl₄體系可將對(duì)位取代的反式環(huán)己基羧酸或酯還原成相應(yīng)的醇，收率為77%-95%。中國(guó)專利CN102952001A報(bào)道了硼氫化鈉/三氟化硼乙醚還原體系還原1R，2R-環(huán)己烷二甲酸制備1R，2R-環(huán)己烷二甲醇，該工藝硼氫化鈉和三氟化硼乙醚用量較大，成本較高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇是非常重要的精細(xì)化學(xué)品、醫(yī)藥中間體和材料中間體，屬于重要的化工原料，被廣泛應(yīng)用于高分子材料，農(nóng)藥及醫(yī)藥領(lǐng)域。目前，對(duì)于采用硼氫化鈉還原體系制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇還未見(jiàn)報(bào)道。本發(fā)明采用硼氫化鈉還原體系制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇，利用便宜的硼氫化鈉替代價(jià)格昂貴，反應(yīng)危險(xiǎn)性大，不易操作且后處理麻煩的四氫鋰鋁或價(jià)格昂貴、用量很大的紅鋁，高收率地制備高純度順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇。本發(fā)明工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低，高效、安全、經(jīng)濟(jì)、反應(yīng)溫和易操作，尤其適合大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種成本低、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、反應(yīng)溫和易操作、收率高、且產(chǎn)品純度高的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇的制備方法，具有廣闊的應(yīng)用和市場(chǎng)前景。

本發(fā)明之工藝的技術(shù)方案如下：

首先采用順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸與醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，在催化劑（I）的作用下，反應(yīng)溫度為25 ～ 120℃ ，反應(yīng)時(shí)間1～30 h；反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)提純，得高純度順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯。然后在催化劑（II）的作用下，采用硼氫化鈉還原順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇，反應(yīng)溫度為25 ～ 100℃ ，反應(yīng)時(shí)間1～24 h；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)提純后得到高純度的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇。該制備過(guò)程的反應(yīng)原理如下：

上述的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯的工藝中，所述順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸、醇和催化劑（I）的摩爾比優(yōu)選為：1：（5～50）：（0.1～1）。

上述的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯的工藝中，所述的反應(yīng)原料醇可以為各種脂肪醇和芳香醇，但是優(yōu)選包括甲醇、乙醇、丙醇。

上述的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯的工藝中，所述的反應(yīng)催化劑（I）可以為各種無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸和有機(jī)磺酸，但是優(yōu)選包括硫酸、磷酸、鹽酸、硼酸、對(duì)甲苯磺酸。

上述的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯的工藝中，所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為60 ～ 100℃。

上述的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯的工藝中，所述反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為8 ～ 24 h。

上述的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇的工藝中，所述順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯、硼氫化鈉和催化劑（II）的摩爾比優(yōu)選為：1：（2～5）：（2～5）。

上述的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇的工藝中，所述的反應(yīng)催化劑可以為各種路易斯酸、羧酸、脂肪醇、碘、水、堿土金屬和鑭系金屬氯化物，但是優(yōu)選包括甲醇、乙醇、乙酸、水、氯化鈣、氯化鋅、氯化鋰。

上述的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇的工藝中，所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為60 ～ 100℃。

上述的順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸酯制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇的工藝中，所述反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為5 ～ 12 h。

顯著特點(diǎn)：本發(fā)明采用硼氫化鈉還原體系制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇，利用便宜的硼氫化鈉替代價(jià)格昂貴，反應(yīng)危險(xiǎn)性大，不易操作且后處理麻煩的四氫鋰鋁或價(jià)格昂貴、用量很大的紅鋁，高收率地制備高純度順式-1，2-環(huán)己烷二甲醇。本發(fā)明工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低，高效、安全、經(jīng)濟(jì)、反應(yīng)溫和易操作，尤其適合大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明：

圖1、圖2和圖3分別為順式-1，2-環(huán)己烷二甲酸、順式-1，2-環(huán)己烷二甲酸甲酯和順式-1，2-環(huán)己烷二甲醇的氣相色譜譜圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合實(shí)施實(shí)例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明的技術(shù)范圍不受限于下述實(shí)施方式，在不改變其要點(diǎn)的前提下，可做各種改變進(jìn)行實(shí)施。

實(shí)施例1

順式-1，2-環(huán)己烷二甲酸甲酯的制備：在常壓、回流反應(yīng)條件下，將自制的40.0 g順式-1，2-環(huán)己烷二甲酸（GC含量見(jiàn)圖1）和240 mL甲醇分別加入到500 mL的反應(yīng)瓶里，充氮?dú)?，攪拌，加熱。待?nèi)溫達(dá)到60℃時(shí)，開(kāi)始滴加22.0 g 98%的濃硫酸，滴加完畢，加熱回流反應(yīng)10 h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液旋蒸除去未反應(yīng)的甲醇，加入200 mL有機(jī)溶劑溶解反應(yīng)產(chǎn)物。在攪拌下加入100 mL水，用30%的氨水調(diào)pH至7左右；然后將前述混合液倒入分液漏斗中，振蕩，靜置分層，分液。用200 mL有機(jī)溶劑分兩次萃取廢水，合并有機(jī)層，用2×200mL飽和食鹽水分兩次洗滌有機(jī)層，收集有機(jī)層，加入20 g無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾、旋干、重結(jié)晶、干燥后，得41.65 g順式-1,2-環(huán)己烷二甲酸二甲酯，收率89.6%，GC含量為99.5%（見(jiàn)圖2）。

實(shí)施例2

順式-1，2-環(huán)己烷二甲醇的制備：采用硼氫化鈉/氯化鋅還原體系制備順式-1, 2-環(huán)己烷二甲醇。將27.2 g新熔融的氯化鋅和11.4 g硼氫化鈉加入到反應(yīng)瓶中，攪拌，冰水浴冷卻至0～5℃，緩慢滴加80 mL四氫呋喃，滴加完畢，室溫?cái)嚢?0 h。滴加順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸二甲酯（20.0 g）和四氫呋喃（50 mL）的溶液，滴畢，快速攪拌，直到氣體停止逸出。反應(yīng)液在65℃下攪拌5 h，緩慢加入稀鹽酸調(diào)至pH值1～3；加入乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾，旋干、重結(jié)晶、干燥后，得到12.6 g順式-1，2-環(huán)己烷二甲醇，收率87.5%，GC含量為99.2%（見(jiàn)圖3）。

實(shí)施例3

與實(shí)施例2的區(qū)別在于：采用硼氫化鈉/氯化鈣還原體系。將24.4 g氯化鈣和12.5 g硼氫化鈉加入到反應(yīng)瓶中，攪拌，冰水浴冷卻至0～5℃，緩慢滴加80 mL四氫呋喃，滴加完畢，室溫?cái)嚢?0 h。滴加順式-1,2-環(huán)己烷二甲酸二甲酯（22.5 g）和四氫呋喃（50 mL）的溶液，滴畢，快速攪拌，直到氣體停止逸出。反應(yīng)液在65℃下攪拌5 h，緩慢加入稀鹽酸調(diào)至pH值1～3；加入乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾，旋干、重結(jié)晶、干燥后，得到9.95 g順式-1，2-環(huán)己烷二甲醇，收率69.1%，GC含量為99.0%。

實(shí)施例4

與實(shí)施例2的區(qū)別在于：采用硼氫化鈉/甲醇還原體系。將14.0 g順式-1,2-環(huán)己烷二甲酸二甲酯和50 mL四氫呋喃加入到反應(yīng)瓶中，攪拌，冰水浴冷卻至0～5℃，緩慢滴加順式-1, 2-硼氫化鈉（8.0 g）和四氫呋喃（20 mL）的混合液。滴加完畢，反應(yīng)液在65℃下攪拌反應(yīng)1 h后，緩慢滴加甲醇，滴加完畢，65℃反應(yīng)8 h。緩慢加入稀鹽酸調(diào)至pH值1～3；加入乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾，旋干、重結(jié)晶、干燥后，得到7.38 g順式-1，2-環(huán)己烷二甲醇，收率73.2%，GC含量為98.8%。

實(shí)施例5

與實(shí)施例2的區(qū)別在于：采用硼氫化鈉/乙醇還原體系。將19.8 g順式-1,2-環(huán)己烷二甲酸二甲酯和80 mL四氫呋喃加入到反應(yīng)瓶中，攪拌，冰水浴冷卻至0～5℃，緩慢滴加順式-1, 2-硼氫化鈉（11.3 g）和四氫呋喃（30 mL）的混合液。滴加完畢，反應(yīng)液在65℃下攪拌反應(yīng)1 h后，緩慢滴加甲醇，滴加完畢，65℃反應(yīng)8 h。緩慢加入稀鹽酸調(diào)至pH值1～3，加入乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾，旋干、重結(jié)晶、干燥后，得到7.34 g順式-1，2-環(huán)己烷二甲醇，收率51.5%，GC含量為99.1%。

實(shí)施例6

與實(shí)施例2的區(qū)別在于：采用順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸為原料。將24.5 g新熔融的氯化鋅和11.0 g硼氫化鈉加入到反應(yīng)瓶中，攪拌，冰水浴冷卻至0～5℃，緩慢滴加100 mL四氫呋喃，滴加完畢，室溫?cái)嚢?0 h。滴加順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸（17.2 g）和四氫呋喃（50 mL）的混合液，滴畢，快速攪拌，直到氣體停止逸出。反應(yīng)液在65℃下攪拌5 h，緩慢加入稀鹽酸調(diào)至pH值1～3；加入乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾，旋干、重結(jié)晶、干燥后，得到9.95 g順式-1，2-環(huán)己烷二甲醇，收率42.2%，GC含量為98.7%。

實(shí)施例7

與實(shí)施例3的區(qū)別在于：采用順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸為原料。將25.8 g氯化鈣和13.2 g硼氫化鈉加入到反應(yīng)瓶中，攪拌，冰水浴冷卻至0～5℃，緩慢滴加100 mL四氫呋喃，滴加完畢，室溫?cái)嚢?0 h。滴加順式-1, 2-環(huán)己烷二甲酸（20.0 g）和四氫呋喃（50 mL）的混合液，滴畢，快速攪拌，直到氣體停止逸出。反應(yīng)液在65℃下攪拌5 h，緩慢加入稀鹽酸調(diào)至pH值1～3；加入乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾，旋干、重結(jié)晶、干燥后，得到9.2 g順式-1，2-環(huán)己烷二甲醇，收率54.9%，GC含量為98.5%。