3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇及其合成方法和应用技术

本发明专利技术提供一种3,5,5‑三甲基‑4‑羟甲基‑1‑环己醇及其合成方法和应用，其具有如下结构式(I)：

【技术实现步骤摘要】
3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇及其合成方法和应用
本专利技术涉及一种含脂环族和脂肪族羟基的化合物及其合成方法，特别涉及3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇及其制备方法和应用。
技术介绍
异佛尔酮(三甲基-2-环己烯-1-酮，简称IP)是一种具有高潜力的精细化工关键中间体。异佛尔酮经氰化、氨化、加氢可制得异佛尔酮二胺(简称IPDA)，因分子结构中同时存在脂肪族胺基和脂环族胺基，可以用于制备具有特殊性能的产品，是一种性能优异的特种胺产品，在环氧树脂固化剂、聚酰胺、涂料助剂等领域得到了广泛的应用，在一些领域起到不可或缺的作用。IPDA再经光气化可制得异佛尔酮二异氰酸酯(简称IPDI)。IPDI是生产耐光、耐候性聚氨酯的重要材料，用它可以制得机械性能和耐化学腐蚀性能优越的聚氨酯树脂。异佛尔酮本身是一种具有高沸点、低吸湿性、微小蒸发速度和突出溶解能力的性能优良的重要酮类溶剂。该品溶解能力强，分散性好，流平性好，是高分子材料的良好溶剂，从环保和安全角度看，优于目前常用的溶剂丙酮和甲基异丁基酮等，应用非常广泛。工业上异佛尔酮一般采用丙酮为原料生产，丙酮作为丙烯下游的大宗衍生产品之一，工业装置和市场规模巨大，成本低廉。随着国内丙酮合成异佛尔酮的工业合成技术取得突破，为发展异佛尔酮的下游应用提供了更好的基础。异佛尔酮(三甲基-2-环己烯-1-酮，简称IP)是一种分子结构中同时含有脂环族羟基又有不饱和双键的多官能团化合物，可以有针对性的引入多种反应构造不同的官能团。异佛尔酮分子结构中包含不饱和双键，采用CN99107303、CN00124267公开的技术可以高效的发生双键异构得到β-异佛尔酮(3,5,5-三甲基-3-环己烯-1-酮)。利用醛经还原氢化制备醇是业内公知的已有技术，反应条件缓和，催化剂易得，是工业上较为理想的制备醇的路线。但是从烯烃出发，经氢甲酰化反应得到醛，然后再加氢的传统路线，增加了反应步骤和生产成本。如何充分开发异氟尔酮的下游应用，并采用较为简洁、高效的工艺路线来获得含脂环族和脂肪族羟基的化合物，是本领域的研发热点之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种化学名称为3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇的化合物，同时还提供合成该化合物的新方法及其应用。本专利技术所提供的3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇含有脂环族和脂肪族羟基，具有合成聚酯、环氧树脂或聚氨酯等高性能产品的潜力，本专利技术所提供的合成方法具有工艺简单高效的特点。本专利技术为达到其目的，采用的技术方案如下：本专利技术第一方面提供一种化合物，所述化合物的化学名称为3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇，其具有如下结构式(I)：本专利技术所提供的3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇同时具备脂环族和脂肪族羟基，特别适用于合成具有特殊性能的高性能聚酯树脂、环氧树脂或聚氨酯等产品。本专利技术第二方面提供上文所述的3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇的合成方法，包括如下步骤：以β-异佛尔酮为原料，经氢甲酰化反应和氢化反应制得所述3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇，所述催化剂包括钴化合物和有机膦配体。在本专利技术合成方法中，优选的，反应体系中添加有催化剂，所述催化剂包括钴化合物和有机膦配体；所述有机膦配体为三烷基膦、芳基膦、氨基膦、羧基膦、有机亚磷酸酯中的一种或多种；所述钴化合物为钴的氢化多羰基化合物。优选的，所述钴化合物为以钴盐为前体与含有CO和H2的气体反应形成的钴的氢化多羰基化合物。采用钴的氢化多羰基化合物和有机膦配体组合的催化剂，一步将氢甲酰化反应和氢化反应耦合发生，从而更加方便的制备3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇，而且催化剂价格相比于传统的Rh催化剂更为便宜，成本较低。催化剂中的氢化多羰基化合物，通过和有机膦配体组合，对于制备过程中的氢甲酰化反应和氢化反应具有较强的催化能力，利于实现烯烃的氢甲酰化和氢化反应的耦合，从而利于一锅法获得本专利技术的目标产物，简化工艺流程，降低成本。在具体实施方式中，所述钴化合物优选为钴盐与含有CO和H2的气体反应形成的钴的氢化多羰基化合物，通过钴盐与含有CO和H2的气体发生氢化反应来形成钴的氢化多羰基化合物为本领域的现有技术，不再赘述。作为一种具体的实施方式，可以在本专利技术的合成反应中，在前期，将前体钴盐投入反应体系中，将其与含有CO和H2的气体接触发生氢化反应，形成钴的氢化多羰基化合物，其反应的温度优选为100～300℃，压力优选为3-30MPa。本专利技术合成方法，一种优选的具体实施方式中，所述合成方法包括如下步骤：1)向反应体系中加入钴盐，与含有CO和H2的气体接触反应，以形成钴的氢化多羰基化合物；2)将β-异佛尔酮与含有CO和H2的气体接触，在含有钴的氢化多羰基化合物和有机膦配体的催化剂存在下，进行氢甲酰化反应和氢化反应，制得3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇。优选的，步骤1)的反应条件包括：反应温度为100～300℃，压力为3-30MPa。优选的，β-异佛尔酮在催化剂催化下，进行氢甲酰化反应和氢化反应的反应条件包括：温度为80～300℃，压力为3～30Mpa；优选的，温度为140～200℃，压力为6～12Mpa。优选的，所述CO和H2的体积比为1:3～3:1，优选为1:1～1:3。优选的，所述有机膦配体的用量为钴盐中所含钴原子的物质的量的10～1000倍，优选为10～100倍；优选的，所述钴盐在反应体系(指反应物和溶剂的总质量)中的质量百分比为0.02％～5％，进一步优选为0.1～2％；优选的，所述钴盐为有机钴盐或无机钴盐的一种或多种。更优选的，所述钴盐为钴的氯化物、钴的氟化物、钴的硫酸盐、钴的磺酸盐、含有1-10个碳原子的钴的有机酸盐中的一种或多种。更进一步优选的，所述含有1-10个碳原子的钴的有机酸盐为钴的甲酸盐、钴的乙酸盐、钴的乙基己酸盐、钴的辛酸盐中的一种或多种，更优选为乙基己酸钴盐(或称为异辛酸钴)。本专利技术的合成方法，一种优选的方案中，催化剂中的有机膦配体为三烷基膦、芳基膦、氨基膦、羧基膦、有机亚磷酸酯中的一种或多种；更优选三烷基膦。采用优选的配体，不仅可以稳定催化剂，同时还提高催化剂的催化活性和选择性。专利技术人发现，配体的选择对于减少副反应的发生、提高产品收率具有较为重要的作用；采用本专利技术优选的配体与钴化合物组合，可以减少本专利技术反应体系中双键的异构，并提高羰基的加氢能力，从而减少副反应的方式，提高产品收率。所述有机亚磷酸酯可以为单、双、三有机亚磷酸酯中的一种或多种。本专利技术的合成方法，进一步优选的，催化剂中的有机膦配体为三烷基膦；更进一步优选为三(取代烷基环己基)膦，具有如下结构式(II)：其中，式(II)中的R1-R5分别独立的选自H或被取代或未被取代的烷基，所述烷基为直链烷基、支链烷基或环烷基；式(II)中的各个R1-R5相同或不同，其含义是式(II)的多个R1之间相同或不同，多个R2、多个R3、多个R4、多个R5亦是如此。优选的，所述烷基含有1-12个碳原子。优选的，所述被取代的烷基为带有羟基、酯基、苯基、取代苯基的烷基。优选的，所述未被取代的烷基为甲基、乙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基或环辛基。优选采用具有结构式(II)的有机膦配体，与钴化合物配合，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化合物，其特征在于，所述化合物的化学名称为3,5,5‑三甲基‑4‑羟甲基‑1‑环己醇，其具有如下结构式(I)：

【技术特征摘要】
1.一种化合物，其特征在于，所述化合物的化学名称为3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇，其具有如下结构式(I)：2.如权利要求1所述的3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：以β-异佛尔酮为原料，经氢甲酰化反应和氢化反应制得所述3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇。3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，反应体系中添加有催化剂，所述催化剂包括钴化合物和有机膦配体；所述有机膦配体为三烷基膦、芳基膦、氨基膦、羧基膦、有机亚磷酸酯中的一种或多种；所述钴化合物为钴的氢化多羰基化合物；优选的，所述钴化合物为以钴盐为前体与含有CO和H2的气体反应形成的钴的氢化多羰基化合物；优选的，所述的有机亚磷酸酯为单、双、三有机亚磷酸酯中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括如下步骤：1)向反应体系中加入钴盐，与含有CO和H2的气体接触反应，以形成钴的氢化多羰基化合物；2)将β-异佛尔酮与含有CO和H2的气体接触，在含有步骤1)获得的钴的氢化多羰基化合物和有机膦配体的催化剂存在下，进行氢甲酰化反应和氢化反应，制得3,5,5-三甲基-4-羟甲基-1-环己醇；优选的，步骤1)的反应条件包括：反应温度为100～300℃，压力为3-30MPa；优选的，步骤2)的反应条件包括：温度为80～300℃，优选为140～200℃；压力为3～30Mpa，优选为6～12Mpa；优选的，所述CO和H2的体积比为1:3～3:1，优选为1:1～1:3。5.根据权利要求3或4所述的合成方法，其特征在于，所述钴盐为有机钴盐或无机钴盐的一种或多种；优选的，所述钴盐为钴的氯化物、钴的氟化物、钴的硫酸盐、钴的磺酸盐、含有1-10个碳原子的钴的有机酸盐中的一种或多种；优选的，所述含有1-10个碳原子的钴的有机酸盐为钴的甲酸盐、钴的乙酸盐、钴的乙基己酸盐、钴的辛酸盐中的一种或多种，更优选为乙基己酸钴盐。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：何岩，刘俊贤，宋明炎，张彦雨，乔小飞，赵一鸣，黎源，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37