本发明专利技术提供使用含钴沸石和分子氧将苯乙烯催化环氧化成苯乙烯氧化物的方法。苯乙烯到苯乙烯环氧化物的催化环氧化在Ｃｏ↓［２］交换沸石存在下使用分子氧实现。空气中的分子氧也可用于大气压下的环氧化反应。所述催化剂中吸附水分子的存在也增加苯乙烯的转化率且没有影响苯乙烯氧化物的选择性。各种碱金属和碱土金属阳离子助催化剂被引入沸石催化剂中以提高苯乙烯氧化物的选择性。本发明专利技术研究在钴交换沸石催化剂中，吸附的水分子以及碱金属和碱土金属阳离子助催化剂对于利用分子氧从苯乙烯到苯乙烯氧化物的催化环氧化中苯乙烯转化率和苯乙烯氧化物选择性的影响。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用金属离子交换沸石用分子氧对苯乙烯的催化环 氧化。更具体而言，本专利技术涉及一种催化剂，以及在具有吸附的水 分子以及碱金属和/或碱土金属阳离子助催化剂的钴交换沸石催化剂 的存在下，利用分子氧/空气将苯乙烯环氧化成苯乙烯氧化物的催化 方法。
技术介绍
许多领域都使用苯乙烯氧化物，例如作为聚合物的稳定剂、紫 外线吸收剂、药物制备中的原料、溶剂的稳定剂、或作为用作合成 香料和甜味物质的苯乙醇和苯乙醛的原料。为通过苯乙烯的环氧化制备苯乙烯氧化物，通常采用其中使用 有机过酸使苯乙烯环氧化的方法。但是，这种方法涉及下述缺点而 总是不令人满意。(1) 在利用有机过酸氧化苯乙烯的反应中，所述有机过酸被分 解并且会发生生成的自由基对于苯乙烯的加成反应，由此致使苯乙 烯氧化物相对于苯乙烯的选择性变差。(2) 反应后，在有机酸副产物的存在下，生成的苯乙烯氧化物 裂解，由此生成酯和羟基化合物，因而苯乙烯氧化物相对于苯乙烯 的选择性变差。(3) 在有机过酸中，最容易工业获得的过乙酸是通过包括乙醛 空气氧化的所谓Daicel-Wacker方法制备的，但它是一种非常昂贵的氧化剂。(4) 在有机过酸的使用中，为了避免可能存在的危险，必需密 切注意操作和设备。为了克服这些限制，烯烃的环氧化的常规路线是试图替换氧化 剂为对环境友好的、可再使用的多相催化剂和过氧化氬/分子氧。Y. W. Kobe在美国专利No. 3,806,467( 1974 )中提出 一种在双(三 -n-甲基锡氧)钼酸催化剂存在下，烯烃和过氧化氢反应制备环氧化物 的方法。然而，当重复其操作实施例时，苯乙烯氧化物的产率稍低 于3%(基于过氧化氢)，因而这种建议的方法作为苯乙烯氧化物的 制备方法不能被认为是合适的。E. L. Lines等在美国专利No. 3,953,362 ( 1976 )中描述了含氧的钼化合物作为不饱和有机化合物 与如过氧化氢的过氧化合物的环氧化反应的催化剂。为了阻止如二 醇类的不期望的有机化合物的共同产生，在氧化过程中要求存在的 水量极少。该专利技术的主要缺点在于反应中使用的过氧化氢中必须 含有小于1%的水。E. L. Lines等在美国专利No. 4,157,346 ( 1979 )中描述了 一种环 氧化方法，该方法是在10-20大气压，在改良的钼催化剂存在下，烯烃化合物与过氧化合物(例如H202)反应。可能产生的水增加了不期望的二醇的产生，它需要保持水的量以得到环氧化物的选择性。 该专利技术的主要缺点在于反应需要高压以及持续地从反应混合物中 除去生成的副产物水。L. Kim在美国专利No. 4,418,203 ( 1983)中描述了一种使用选 自钼、鴒和铼的催化剂和选自有机锡、有机砷、有机锑和有机锗的 有机金属催化剂，在氟化醇溶剂中，烯烃和过氧化氢的环氧化方法。 该专利技术的主要缺点在于反应使用氟化醇溶剂。C. L. Hill在美国专利No. 4,864,041 ( 1989 )中披露了一种有机 底物的均相氧化新方法。该方法是在氧供体存在下，使用过渡金属 取代的多金属氧酸盐催化剂催化有机底物的环氧化反应。该专利技术中 使用的典型的氧供体包括Cw。烷基氢过氧化物、过氧化氢、<:6-30氧 碘基芳烃(iodosylarene ) 、 Cw。胺N-氧化物、Cwo过酸、次氯酸盐 和其他卣素氧离子、氧氮丙啶，以及如铬酸盐、重铬酸盐、高锰酸 盐、四氧化钌和四氧化锇的高氧化的过渡金属氧代化合物。该专利技术的主要缺点在于为了底物的氧化，需要使用与底物的量等量或等摩尔的氧供体。P. R. Blum在美国专利No. 4，894，467 ( 1990)中披露了制备苯乙烯氧化物的方法，该方法包括使汽相的苯乙烯与含分子氧的气体在惰性固体无机载体上的包含促进量的至少一种选自钠、钾和锂氬氧 化物的碱金属氬氧化物的银金属催化剂上接触，接触时间为0.6-10 秒，温度为200-350°C。该专利技术的主要缺点在于反应在汽相中于 200-350。C的高温下实现。S. Enomoto等在美国专利No. 5,041,569 ( 1991 )中披露了一种 通过在双(三-n-烷基锡氧)钼酸和如氨水，伯、仲和一又甲胺，伯、仲 和叔乙胺，伯、仲和叔正丙胺，伯、仲和叔异丙胺，伯、仲和井又丁 胺，伯、仲和叔乙醇胺的胺存在下，使苯乙烯和过氧化氢于多相体系中反应的苯乙烯氧化物的制备方法。该专利技术的主要缺点在于所述方法涉及胺助催化剂的使用。J. R. Monnier等在美国专利No. 5，145，968 ( 1992)中披露了 一种苯乙烯、苯乙烯类似物和苯乙烯衍生物的选择性单环氧化方法。在 0.1-高达100个大气压下、100-325。C的温度下，在含促进剂的负载 银催化剂的存在下，将这些化合物和含氧气体接触。反应中获得 0.5-75%的转化率。该专利技术的主要缺点在于最大转化率仅仅75%。K. Nishibe等在美国专利No. 5,155,241 ( 1992 )中披露了一种在多相体系中，在双(三-n-烷基锡氧)钼酸催化剂和在反应中作为助催 化剂的无机阴离子的存在下，通过使苯乙烯和过氧化氩反应制备苯 乙烯氧化物的方法。得到62-77%的转化率且获得了45-100%的选择 性。该专利技术的主要缺点在于最大转化率仅仅77%。K. B. Sharpless等在美国专利No. 5,939,568 ( 1999)中披露了通 过具有含氮的芳香杂环结构的促进剂加速的烯属底物的铼催化环氧化。促进剂的应用也使得含水的过氧化氢可作为氧化剂使用。为达到最佳的加速作用，所述促进剂相对于1摩尔的烯属底物应该具有 2.0摩尔％-100摩尔％范围促进剂浓度。该专利技术的主要缺点在于所 述方法涉及使用2.0-100摩尔%促进剂。R. A. Grey等在美国专利No. 6,194,591 ( 2001 )中披露了使用以 Pt、 Pd或Cu化合物修饰的钛沸石催化剂的烯烃环氧化方法。该专利技术 的主要缺点在于所述的钛硅酸盐沸石催化剂的本身为酸性，它们 也催化环氧化物异构化和/或环氧化物的开环，由此会降低使用这些 催化剂的所述环氧化方法中环氧化物生成的选择性。B.Zhou等在美国专利No. 6，534，661 ( 2003 )中披露了用于在提 高的500-2000Psig压力下使用氢气和氧气的如丙烯的有机化合物的 环氧化的负载在含钛的硅载体上的双金属(主要为Pt和Pd稀有金 属)。在披露的内容中，Pt、 Pd和Ti的存在对于环氧化的发生是必 要的。此外，所述反应的完成是在气/液相中，但是在提高的压力下， 且所述催化剂是通过还原的含Pd和Pt溶液(通过氢)浸渍在含钛 的沸石载体上而制备的。浸渍物过滤和干燥后，在氩中250-300。C下 进一步还原10-20小时。该专利技术的主要缺点在于披露的方法昂贵且 复杂，为了所述催化剂的生成而需要多相沉积，以及环氧化应用中 需提高的压力。V. R. Choudhary等在美国专利公开No. 20050065355 ( 2005 )中 披露了一项专利技术，该专利技术涉及在负载型纳米金催化剂存在下，使用 含水或无水的有机氢过氧化物作为氧化剂，将一般为液体的烯属化 合物液相环氧化为相应的有机环氧化合物的方法。该专利技术的主要缺 点在于所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用金属离子交换沸石用分子氧催化环氧化苯乙烯的方法，该方法包括：在具有通式（ＣｏＯ）↓［ａ］.（Ｍ↓［２／ｎ］Ｏ）↓［ｂ］.（Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）↓［ｃ］.（ＳｉＯ↓［２］）↓［ｄ］.ｗＨ↓［２］Ｏ的基于沸石的催化剂存在下，在有机溶剂中使苯乙烯和空气或分子氧在８０－１５０℃的温度下反应３－６小时，通式中ａ的值为８－４８，ｂ为０－８０且２ａ＋ｂ＝ｃ，作为水摩尔数的ｗ为０－２００，Ｍ为具有化合价ｎ的碱金属和／碱土金属离子，其中ｎ为＋１或＋２；然后使用公知方法从上述反应混合物中分离出催化剂从而获得期望的产物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：RV雅斯拉，J塞巴斯蒂安，
申请(专利权)人：科学与工业研究委员会，
类型：发明
国别省市：IN[印度]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。