JPH0246584B2 - Orefuinruinoehokishikahoho - Google Patents

Orefuinruinoehokishikahoho

Info

Publication number
JPH0246584B2
JPH0246584B2 JP29336485A JP29336485A JPH0246584B2 JP H0246584 B2 JPH0246584 B2 JP H0246584B2 JP 29336485 A JP29336485 A JP 29336485A JP 29336485 A JP29336485 A JP 29336485A JP H0246584 B2 JPH0246584 B2 JP H0246584B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
propylene
tbhp
hydroperoxide
reaction
molybdenum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP29336485A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61161274A (ja
Inventor
Toomasu Maakisu Edowaado
Patoritsuku Kiiteingu Kenesu
Furederitsuku Naifuton Jon
Aran Sumisu Uiriamu
Fuiritsupu Rasutori Jonasan
Ronarudo Sandaason Jon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texaco Development Corp
Original Assignee
Texaco Development Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
Publication of JPS61161274A publication Critical patent/JPS61161274A/ja
Publication of JPH0246584B2 publication Critical patent/JPH0246584B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明は、極性反応媒䜓䞭、液盞で―ブチル
ヒドロペルオキシドたたは―アミルヒドロペル
オキシドにより―オレフむン類をモリブデン
觊媒を甚いお゚ポキシ化する方法に関するもので
ある。 オレフむン類を゚ポキシ化しお皮々の酞化化合
物を補造するこずは圓業者にず぀お長い間研究の
察象であ぀た。曎にたた皮々のオレフむン類の反
応性は二重結合を圢成する炭玠原子䞊の眮換基の
数によ぀お異なるこずもよく知られおいる。゚チ
レン自身は最も䜎い゚ポキシ化の盞察速床を有
し、プロピレン及び他のアルフアオレフむン類が
それに続く遅い速床を有しおいる。匏R2CCR2
匏䞭、は単にアルキルもしくは他の眮換基を
衚すの化合物は最も速い速床で゚ポキシ化する
こずができる。 もちろん、゚チレンからの゚チレンオキシドの
補造は銀觊媒䞊で分子状の酞玠を甚いる反応によ
぀お達成されるこずが長い間にわた぀お知られお
いる。゚チレンオキシドを補造するための皮々の
銀觊媒法に぀いおは倚くの特蚱が発行されおい
る。 しかしながら、残念なこずに銀觊媒法ぱチレ
ン以倖のオレフむン類に぀いおはうたくいかな
い。長い間にわた぀おプロピレンオキシドの商業
的生産は煩雑なクロロヒドリン法によ぀おのみ可
胜であ぀た。 プロピレンのようなアルフアオレフむン類から
眮換された酞化物を補造するためのもう䞀぀の商
業的な方法は、有機酞化化合物がモリブデン、タ
ングステン、チタン、ニオブ、タンタル、レニり
ム、セレン、クロム、ゞルコニりム、テルルもし
くはりラン觊媒の存圚䞋でオレフむン性の䞍飜和
化合物ず有機ヒドロペルオキシドを反応させるこ
ずによ぀お補造できるこずが米囜特蚱第3351635
号に教瀺されるたでは芋出されなか぀た。米囜特
蚱第3350422号には可溶性バナゞりム觊媒を甚い
る同様の方法が教瀺されおいる。モリブデンが奜
たしい觊媒である。ヒドロペルオキシドに察しお
オレフむンが盞圓する過剰であるこずはその反応
の垞法ずしお教瀺されおいる。たた、過剰のオレ
フむンに有機ヒドロペルオキシドをゆ぀くり加え
るこずが奜たしいず教瀺されおいる米囜特蚱第
3526645号も参照されたい。 この研究はクロロヒドリン法によらない商業的
なプロピレンオキシドの補造方法の開発に極めお
重芁なものであるこずが認識されおいるが、モリ
ブデンが倚くの問題点を有しおいるこずも認識さ
れおいる。䟋えば、䜿甚されるペルオキシドに察
応する倧量のアルコヌルが生成し、もし―ブチ
ルヒドロペルオキシドを共反応剀ずしお甚いた堎
合には―ブチルアルコヌルの䜿甚方法及び垂堎
を芋出さねばならなか぀た。プロピレンが゚ポキ
シ化すべきオレフむンである堎合には、しばしば
ヘキセン類ず呌ばれる皮々のプロピレン二量䜓が
生成する。プロピレンが最適に利甚されないずい
う望たしくない点の他の目的ずするプロピレンオ
キシドを生成物の混合䜓から分離するに圓぀お
皮々の問題が生ずる。さらに、モリブデン觊媒は
䞍安定でそれを再利甚するための回収率は䜎い。 オレフむン類特にプロピレンを゚ポキシ化
するこずによ぀おアルキレンオキシド類を補造す
る他の倚くの方法が提案されおいる。サルゲンテ
むSargentiに䞎えられた米囜特蚱第3666777
号によれば、゚ポキシ化工皋においお酞化剀ずし
お甚いられた未反応の―ブチルヒドロペルオキ
シドおよびポリヒドロキシ化合物を含む流れず共
にモリブデン粉末を加熱するこずによ぀お調補さ
れたモリブデンを含む゚ポキシ化甚觊媒溶液を甚
いおプロピレンを゚ポキシ化する方法が芋出され
おいる。このポリヒドロキシ化合物は200〜300の
分子量を有しおおり、゚ポキシ化工皋の䞭で副生
成物ずしお圢成されるものである。觊媒䟋えば
モリブデンたたはバナゞりムの存圚䞋、有機ヒ
ドロペルオキシドを甚いおプロピレンを盎接的に
酞化するこずによりプロピレンオキシドを補造す
る方法がアトランテむツク―リツチフむヌルド
Atlantic―Richfieldに䞎えられた英囜特蚱第
1338015号に蚘茉されおいる。この方法における
改良点は反応混合物䞭にフリヌラゞカル犁止剀を
含有せしめお抜出蒞留によ぀お陀去しなければな
らない副生成物ずしおのC5〜C7炭化氎玠類の生
成を防止した点にある。提案されおいるフリヌラ
ゞカル犁止剀は―ブチルカテコヌルおよび
―ゞ――ブチル――メチルプノヌルであ
る。 米囜特蚱第3849451号においおシナタむン
Steinらは、他のパラメヌタヌの䞭でも反応枩
床90〜200℃および自発性の圧力を厳密にコ
ントロヌルするこずにより米囜特蚱第3350422号
および同第3351635号に開瀺されたコラヌ
Kollar法に改良を加えおいる。シナタむンら
はたた、より完党に反応を行なうために最埌の領
域においお幟分高い枩床を有する幟぀かの反応容
噚の䜿甚を提案しおいる。これによる第の利点
は改良された収率および抑制された副反応にある
ように思われる。米囜再発行特蚱第31381号にお
いおプレツシダヌPrescherらは、プロピレ
ンおよび過酞化氎玠からプロピレンオキシドを補
造する方法を開瀺しおいるが、この方法においお
は撹拌された容噚、反応管およびルヌプ型反応噚
のような耇数の反応噚を䜿甚するこずができる。
圌らは、䟋えば、段階的に連結した〜個の反
応釜のような䞀連の耇数の撹拌された釜を䜿甚す
るこず、あるいは䞀連に配備された〜個の撹
拌された釜ずそれに続く反応管を䜿甚するこずを
掚奚しおいる。 ラツセルLussellらの米囜特蚱第3418430号
によれば、溶媒溶液䞭モリブデン化合物のような
゚ポキシ化甚金属觊媒の存圚䞋、ヒドロペルオキ
シドに察するプロピレンのモル比が0.5ない
し100奜たしくはないし10で、
−20〜200℃の枩床奜たしくは50〜120℃でプ
ロピレンを有機ヒドロペルオキシドず反応するこ
ずによ぀おプロピレンオキシドを補造する方法が
開瀺されおいるが、これによればパス圓りのオ
レフむンの転換率は䜎く䟋えば10〜30、未
反応の酞玠は未反応のプロピレンから陀去され
る。 シ゚ンShengらの米囜特蚱第3434975号に
は、オレフむン類ず有機ヒドロペルオキシド類の
反応の觊媒ずしお有甚なモリブデン化合物の補造
法が開瀺されおいるが、この方法においおは、金
属モリブデンが飜和C1―C4アルコヌルの存圚䞋、
―ブチルヒドロペルオキシドのような有機ヒド
ロペルオキシド、過酞たたは過酞化氎玠ず反応せ
しめられる。 シ゚ンらに䞎えられた米囜特蚱第3862961号に
よれば、モリブデンを觊媒ずする、比范的䞍安定
なヒドロペルオキシド類を甚いるアルフアオレフ
むン類およびアルフア眮換オレフむン類の゚ポキ
シ化反応がC3―C9のsec―たたは―䞀䟡アルコ
ヌルからなる䞀定量の安定化剀を甚いるこずによ
぀お達成される。奜たしいアルコヌルは―ブチ
ルアルコヌルであるように思われる。ク゚ン酞
は、ヘルツオヌクHerzogの米囜特蚱第
3928393号に教瀺された類䌌のオキシラン補造法
においおヒドロペルオキシドずオレフむン間の反
応に悪圱響を及がすこずなく、鉄によ぀お觊媒さ
れる有機ヒドロペルオキシドの分解を最小にする
ために甚いられる。米囜特蚱第4217287号の発明
者らによれば、酞化バリりムが反応混合物䞭に存
圚する堎合、有機ヒドロペルオキシドを甚いるオ
レフむンの觊媒を甚いる゚ポキシ化反応はヒドロ
ペルオキシドに察する比范的䜎いオレフむンのモ
ル比を甚いる堎合に転換されたヒドロペルオキシ
ドに基づく良奜な゚ポキシドぞの遞択率でも぀お
成功裡に行なうこずができる。アルフアオレフむ
ン系䞍飜和化合物は有効な過剰のヒドロペルオキ
シドを存圚せしめるために有機ヒドロペルオキシ
ドに察し少しづ぀添加しなければならない。 オレフむンに察するヒドロペルオキシドの高い
比におけるオレフむンの遞択的゚ポキシ化
Selective Olefin Epoxidation at High
Hydroperoxide to Olefin Rationsゞダヌナ
ル・オブ・キダタリシスJournal of
Catalysis第43巻第380―383頁1976にお
いおりWuおよびスりむフトSwiftによ
぀お報告されおいるようにクメンヒドロペルオキ
シドCHPを甚いるオレフむン類の遞択的゚
ポキシ化は、酞化バリりムがモリブデン觊媒ず共
に存圚する堎合にはオレフむンに察するCHPの
比が高い堎合に達成される。 モリブデン以倖の觊媒類も詊みられおいる。ブ
ランシナタむンBrownsteinらによ぀お発芋
され米囜特蚱第4028423号に蚘茉されおいるよう
に芳銙族異項環アミンず接觊させるこずによ぀お
掻性化された銅ポリフタロシアニンはある皮の脂
肪族および脂環族化合物䟋えばプロピレンの
酞化に有効な觊媒である。 これらのオレフむン゚ポキシ化法に有甚なモリ
ブデン觊媒を補造するための皮々の方法が次の特
蚱に蚘茉されおいる。すなわち、コラヌ
Kollarに䞎えられた米囜特蚱第3362972号
ボネツテむBonettiらに䞎えられた米囜特蚱
第3480563号ベツカヌBeckerに䞎えられた
米囜特蚱第3578690号共にラむンズLinesら
に䞎えられた米囜特蚱第3953362号および同第
4009122号である。 たたプロピレンを―ブチルヒドロペルオキシ
ドず反応させる堎合に生成する―ブチルアルコ
ヌルを他の有機化合物の合成に圓぀お䞭間䜓ずし
お䜿甚するこずが提案されおいる。そしお、シナ
ナむダヌSchneiderは米囜特蚱第3801667号
においおむ゜プレンの補造方法を提案しおいる
が、この方法によれば、段階法の第の段階ず
しお―ブチルヒドロペルオキシドが米囜特蚱第
3418340号の方法に埓぀おプロピレンず反応せし
められ―ブチルアルコヌルが䞎えられる。コン
ノルConnorらは米囜特蚱第3836603号におい
お―ブチルアルコヌルを―キシレンの倚段階
補造法における䞭間䜓ずしお䜿甚するこずを提案
しおいる。 本件の発芋に関連するものずしおはたた生成し
た他の副成物からプロピレンオキシドを分離する
方法に関するこれらの特蚱がある。これらの特蚱
は非垞に近い沞点を有するヘキセンオリゎマヌか
ら有甚なプロピレンオキシドを分離するために高
い関心を瀺しおいる。もしもオリゎマヌの副産物
が党く生成しないか、生成したずしおもその分離
工皋が、これらの特蚱における堎合ずは違぀お䞍
芁ずなるほど少ない堎合にはこの技術に倧きな進
歩が埗られるであろう。 米囜特蚱第3464897号には、〜12個の炭玠原
子を含む開鎖もしくは環状パラフむンの存圚䞋で
混合物を蒞留するこずによりプロピレンオキシド
に近い沞点を有する他の炭化氎玠類からプロピレ
ンオキシドを分離するこずが蚘茉されおいる。同
様にしお、プロピレンオキシドを、米囜特蚱第
3607669号に開瀺されたず同じ吞収剀を甚いお氎
から分離するこずができる。プロピレンオキシド
は、米囜特蚱第3843488号によれば〜20個の炭
玠原子を有する炭化氎玠の存圚䞋で分別蒞留を行
なうこずにより副生成物から生成される。さら
に、米囜特蚱第3909366号によれば、プロピレン
オキシドは、〜12個の炭玠原子を有する芳銙族
炭化氎玠の存圚䞋で抜出蒞留を行なうこずにより
䞍玔物ずな぀おいるパラフむン系およびオレフむ
ン系の炭化氎玠類に぀いお生成されるこずが教瀺
されおいる。 本発明は仕蟌んだヒドロペルオキシド―ブ
チルヒドロペルオキシドもしくは―アミルヒド
ロペルオキシドを觊媒ずしお有効な量の可溶性
モリブデン觊媒の存圚䞋で反応域においお液盞
で、仕蟌たれたC3―C20のオレフむンず反応せし
め仕蟌たれたオレフむンに察応する生成物である
オレフむン゚ポキシドおよび仕蟌たれたヒドロペ
ルオキシドに察応する生成物であるアルコヌルを
補造する方法に関するものであるが、この方法
は、反応領域に察し察応する生成アルコヌル䞭の
仕蟌みヒドロペルオキシドの玄30重量溶液を仕
蟌みか぀該反応領域に察し該仕蟌みオレフむン
を、モル仕蟌みペルオキシドに察し仕蟌みオレ
フむンが玄0.5〜玄モルの比ずなるに充分なよ
うに生成アルコヌル䞭の仕蟌みヒドロペルオキシ
ドの仕蟌み溶液の量に察するしかるべき量を仕蟌
むこずによ぀お反応媒䜓を反応領域においお極性
成分仕蟌みヒドロペルオキシド、生成アルコヌ
ルおよび生成゚ポキシドの量を60重量以䞊ず
なるように維持するこずによ぀お、本発明の方法
によ぀お改良されおいる。 仕蟌たれる奜たしいオレフむンはプロピレンで
あり、奜たしいヒドロペルオキシドは―ブチル
ヒドロペルオキシドである。この堎合の察応する
゚ポキシドはプロピレンオキシドであり、生成す
るアルコヌルは―ブチルアルコヌルである。 雰囲気条件䞋では、―ブチルヒドロペルオキ
シドおよび―アミルヒドロペルオキシドは比范
的安定な物質である。しかしながら、枩床が䞊昇
するず、これらのヒドロペルオキシドは䞍安定ず
なりがちで、その結果熱分解およびたたは觊媒
による分解が始たり、ケトン類、䜎分子量アルコ
ヌル類、第䞉アルコヌル類、酞玠等の望たしくな
い副生成物の生成が起こる。かかるヒドロペルオ
キシドをオレフむンず觊媒を甚いお反応せしめ、
オレフむン゚ポキシドを生成させる堎合に通垞甚
いられる50〜180℃䟋えば、100〜130℃の枩
床においおこれは特に面倒な問題である。この問
題は、゚ポキシ化反応をオレフむン反応剀過剰存
圚させお行なうこずにより少なくずも郚分的には
克服するこずができる。しかしながら、未反応の
オレフむンを再䜿甚のために゚ポキシド反応生成
物から分離しなければならず、オレフむン反応剀
の分子量が倧きくなるに埓぀おその分離はたすた
すより困難ずなる。問題は、より小さい分子量の
オレフむンを甚いた堎合にも起こり埗るこずであ
り、ずにかく倚量のオレフむンを回収し再䜿甚す
るこずに䌎うナヌテむリテむコストは盞圓するオ
レフむン゚ポキシドおよびアルコヌル反応生成物
の補造コストに少なからぬ圧力を加えるものであ
る。 さらに、反応速床を高め、それによりTBHP
もしくはTAHPの副反応を抑えるために過剰の
プロピレンを䜿甚するずプロピレン二量䜓の生成
ずいう深刻な問題が生起する。ダむマヌの生成は
次反応であり、プロピレンの濃床が高くなるに
埓぀お促進される。たた、過剰のプロピレンを䜿
甚するこずにより極性のない媒䜓が䞎えられるこ
ずになり、それが、次には、反応䞭モリブデン觊
媒を可溶化せしめにくくする傟向がある。 本発明によれば、液盞で觊媒ずしお有効量の可
溶性モリブデン觊媒の存圚䞋、C3―C20オレフむ
ンを―ブチルヒドロペルオキシドもしくは―
アミルヒドロペルオキシドず反応させるこずによ
぀おオレフむン゚ポキシドを補造する方法におい
お、ヒドロペルオキシドを察応する生成アルコヌ
ルの少なくずも30重量溶液で反応領域に仕蟌
み、か぀オレフむンを、反応領域に、ヒドロペル
オキシドモル圓り0.5〜モルのオレフむンが
仕蟌たれるように反応域に仕蟌たれるヒドロペル
オキシドに察する量だけ仕蟌むず転換されたヒド
ロペルオキシドに基づいお予枬できないほど高い
オレフむン゚ポキシドぞの遞択率が埗られるこず
が発芋された。 反応剀および觊媒 本発明の方法は、眮換もしくは非眮換の脂肪族
および脂環族のオレフむン類のようなC3―C20の
オレフむン系䞍飜和化合物を゚ポキシ化するため
に甚いられる。この方法は、炭玠鎖のアルフア䜍
もしくは内郚に䜍眮する少なくずも䞀の二重結合
を有する化合物を゚ポキシ化するために特に有甚
である。代衚的な化合物ずしおはプロピレン、
―ブチレン、む゜ブチレン、ペンテン類、メチル
ペンテン類、ヘキセン類、オクテン類、ドデセン
類、シクロヘキセン、眮換シクロヘキセン類、ブ
タゞ゚ン、スチレン、眮換スチレン類、ビニルト
ル゚ン、ビニルシクロヘキセン、プニルシクロ
ヘキセン類等が挙げられる。 本発明は第䞀玚もしくはアルフアオレフむン類
の゚ポキシ化に非垞に有甚であり、プロピレンは
本発明方法によれば特に有利に゚ポキシ化され
る。 驚くべきこずは、本発明の方法は党おのヒドロ
ペルオキシドに぀いおも同様にうたくいくずは限
らないこずが芋出された。䟋えば、クメンヒドロ
ペルオキシドを甚い、プロピレンを極過剰量甚い
た堎合には添加されたクメンヒドロペルオキシド
に基づくプロピレンオキシドぞの遞択性は悪い。 ―ブチルヒドロペルオキシドTBHPお
よび―アミルヒドロペルオキシドTAHP
は本発明の方法においお甚いられるヒドロペルオ
キシドである。䞭でも、―ブチルヒドロペルオ
キシドが奜たしい。 このTBHPは―ブチルアルコヌル䞭少なく
ずも30重量の溶液、奜たしくは、玄40〜75重量
の溶液ずしお仕蟌たなければならない。 本発明の゚ポキシ化法に適切な觊媒は反応媒䜓
䞭に可溶性のモリブデン觊媒である。 この適切な可溶性觊媒の䟋は、オクトン酞モリ
ブデン、ナフテン酞モリブデン、アセチルアセト
ナトモリブデン、モリブデンアルコヌル・コン
プレツクス類、モリブデングリコヌル・コンプ
レツクス類などのようなモリブデン化合物でる。 有甚であるこずがわか぀おいる他の觊媒は1984
幎12月31日に提出された米囜特蚱第06687701号
これに関連しおペヌロツパ特蚱出願も提出され
おいるに蚘茉されおいるようにアルキレングリ
コヌル類ずモリブデン化合物のモリブデン・コン
プレツクスである。簡単にいえば、これらのコン
プレツクス類はアンモニりムを含むモリブデン化
合物を高枩䟋えば80〜130℃で氎の存圚䞋ア
ルキレングリコヌルず反応させるこずによ぀お補
造される。アンモニりムを含むモリブデン化合物
のうち奜たしいものは、ヘプタモリブデン酞アン
モニりム・氎和物たたはゞモリブデン酞アンモ
ニりム・氎和物である。アルキレングリコヌル類
の奜たしいものぱチレングリコヌルおよびた
たはプロピレングリコヌルであるが、他のものも
有甚であるこずがわか぀おいる。 本発明の実斜に圓぀お有甚であるこずがわか぀
おいるさらに他の觊媒は1984幎12月31日に提出さ
れた米囜特蚱出願第06607701号これに関連し
おペヌロツパ特蚱出願もたた提出されおいるに
蚘茉されおいるような䟡アルコヌルのモリブデ
ン・コンプレツクスである。簡単にいえば、―
゚チルヘキサノヌルのようなアルカノヌルを氎酞
化アンモニりムの存圚䞋で酞化モリブデンず反応
させるかあるいはアルカノヌルを制埡された量の
氎の存圚䞋でヘプタモリブデン酞アンモニりムず
反応させるこずによ぀お埗られる。 反応条件 ゚ポキシ化反応は50〜180℃、奜たしくは90〜
140℃の枩床範囲で行なわれる。特に奜たしい範
囲は100〜130℃であり、玄110〜120℃が最も奜た
しい段階の操䜜枩床である。 わずかに過剰モル量のオレフむンを甚いた堎合
に酞化物オキシド濃床が䞊昇し、オキシドの
遞択率が向䞊しか぀回収可胜なモリブデンの量が
増倧するずいうこずが芋出された。これらの利点
はより極性の反応媒䜓䜎いプロピレン濃床、高
いTBHPTBA濃床によるものであるが、こ
れはTBHPを安定化せしめモリブデン觊媒を党
反応時間に亘぀おより掻性にか぀可溶性にする。
我々の発明のより䜎い枩床を甚いるず、觊媒が安
定ずなり望たしくない経路を経るTBHPの分解
を防止する。 本発明方法における觊媒濃床は仕蟌み反応剀党
量に基づいお50〜100ppm0.01〜0.10重量の
範囲ずすべきである。觊媒の濃床はモリブデン金
属ずしお蚈算される。奜たしい範囲は200〜
600ppmである。䞀般に玄250〜500ppmが最も奜
たしい濃床である。これらの觊媒濃床は先行技術
の方法に珟圚甚いられおいる濃床それらは50〜
200ppmに比べお高いものである。さらに、本
発明の方法は反応時間䞭モリブデン觊媒が媒䜓䞭
に溶液ずな぀た状態の方法を提䟛するずいうこず
が芋出されおいる。 本発明の゚ポキシ化反応は極性溶媒の存圚䞋で
行なわれる。この極性溶媒はヒドロペルオキシド
反応䜓に察応すべきであるすなわち、該ヒドロ
ペルオキシドず同じ炭玠骚栌を有するべきであ
る。 ―ブチルヒドロペルオキシドおよびTBAは
む゜ブタンの酞化によ぀お商業的に同時に補造さ
れ、もしTBHPがヒドロペルオキシドずしお甚
いられる堎合にはTBAが極性溶媒ずなる。
TBHPず同時に補造されるTBAは、本発明に芁
求される党おの極性溶媒を通垞䟛絊するこずにな
る。 TBHPのTBA䞭の溶液は極少量の氎しか含ん
でいない〜重量こずが奜たしい。氎の
濃床は0.5重量未満であるこずが奜たしい。 反応は反応したヒドロペルオキシドに基づいお
高い゚ポキシド遞択率通垞はたた96〜99を
維持しながら、ヒドロペルオキシドの転換率通
åžž96〜99が達成されるように実斜するこずが
できる。これらの぀の倀が同時に非垞に高いず
ずいうこずは非垞に異垞なこずである。このこず
は、商業的なオレフむン゚ポキシ化プラントの収
益性は、オレフむン゚ポキシドの収率が高たるに
埓぀お、極めお、高くなるからである。 反応時間は分のオヌダヌから時間のオヌダヌた
で非垞に倧きく倉わり埗る。䞀般的にい぀お、反
応時間は30分ないしもしくは時間であり、
1.5ないし2.0時間がほが平均の時間である。奜た
しい段階反応時間枩床は110〜120℃で時間
ずいうずころである。反応をないしそれ以䞊の
枩床段階で行なうこずが奜たしい。 反応操䜜は䞀般的にオレフむンを反応容噚に仕
蟌むこずによ぀お始たる。次にヒドロペルオキシ
ド、極性溶媒および觊媒を加え内容物を所望の枩
床たで加熱する。もう぀の方法ずしおは、オレ
フむン反応剀を奜たしい反応枩床あるいはその近
くの枩床に加熱し次にヒドロペルオキシド、極性
溶媒および觊媒を加える。さらなる熱は反応の発
熱によ぀お䞎えられる。反応は所望の時間、該反
応枩床で䞀般的に110〜120℃で進行せしめられる
か、50〜120℃で時間行なわれ、続いお120〜
150℃で時間行なわれる。混合物を冷华し酞化
物オキシドを回収する。䞀般的にい぀お、オ
キシド濃床はプロピレンTBHPのモル比が1.6
〜1.9TBHPの重量は68〜80の堎合に
は玄24〜28であり、プロピレンTBHPのモ
ル比が1.1〜1.2TBHP含量は68〜80重
量である堎合には玄31〜32である。 䞀連の反応噚を甚いるず高い反応媒䜓の極性お
よび䜎いオレフむン濃床ずいう目的を達成するの
に圹立぀。倚段階の反応噚を甚いるずオレフむン
を段階的に加えるこずが可胜であり、それにより
反応媒䜓の極性を増倧せしめるこずができ、プロ
ピレンの堎合には、さらにプロピレンダむマヌの
生成を枛少せしめるこずができる。この考え方は
連続撹拌槜反応CSTRもしくは䞀連のCSTR
を甚いるこずによりさらに改善される。なぜなら
ば、CSTRは本来的に、プラグ・フロヌ・リアク
タヌplug flow reactorPFRに比べおよ
り䜎い反応剀の濃床を䞎えるからである。 より効果的な方法はCSTRもしくは䞀連の
CSTRを甚い、それに続きもしくは以䞊のプ
ラグ・フロヌ・リアクタヌを甚いるこずである。
その理由は、プラグ・フロヌ・リアクタヌ䞭では
転換が完結するたでより有効に匷制され埗るから
である。 各工皋を埐々に高くなるような枩床で操䜜する
こずは可胜であり、たたこのこずがたたに望たし
いこずでもある。 䟋えば、このCSTRは玄70〜115℃、奜たしく
は90〜115℃、最も奜たしくは100〜110℃の反応
枩床で行なうこずができる。PFRはより高い枩
床、すなわち115〜150℃、最も奜たしくは120〜
140℃の枩床範囲で操䜜すべきである。プラグ反
応噚はゞダケツト付反応噚のような圓業者によく
知られたデザむンの劂䜕なるものであ぀おもよ
く、熱移動型、断熱型反応噚およびそれらの組合
わせを甚いおもよい。CSTRからの流出物は、反
応が完結しおいないこずから䞭間反応混合物ず呌
ぶこずができる。各反応噚における反応剀の滞留
時間はオペレヌタヌにたかされるが、CSTR䞭で
箄30重量〜玄50重量のTBHPが倉換される
ように調節するのが奜たしい。CSTRおよびPFR
䞭の平均の滞留時間は觊媒の濃床、反応枩床等の
ような他の反応条件に基づいお、圓業者によく知
られた方法で調節される。 本発明の反応条件䞋においおはプロピレンオキ
シドは高い濃床24〜32で生成され倉換され
た―ブチルヒドロペルオキシドに基づく遞択率
も高く96〜99か぀仕蟌み―ブチルヒドロ
ペルオキシドに基づいお生成したプロピレンオキ
シドの収率も高くなる94〜98こずが発芋さ
れた。特に奜たしい組の操䜜条件特に連続法
のためのはプロピレンおよびヒドロペルオキシ
ド反応剀をヒドロペルオキシドに察するプロピレ
ンのモル比を䜎くしお䟋えばヒドロペルオキシ
ドの仕蟌み量モルに察しプロピレンの仕蟌みを
箄0.5〜玄モルずする仕蟌むこずである。他
の奜たしい操䜜法は最初の0.5〜1.5時間の反応を
䜎枩床50〜120℃で行ない、通垞0.5〜玄1.5
時間の反応である第の段階をより高い枩床通
åžž120〜150℃で行なうように段階的な枩床を䜿
甚するこずである。 TBHPに察するプロピレンの䜎いモル比は段
階的な耇数の反応噚に察しおプロピレンを任意に
段階的に添加するこずによ぀お助長される。この
技術によれば、段階的な䞀連の反応容噚䞭のいか
なる点においおもオレフむンの蓄積量はヒドロペ
ルオキシドに察しお極めお少ないものずなる。 通垞、ヒドロペルオキシドに察するプロピレン
の仕蟌み比はモル比で衚珟しお玄〜20
の範囲で倉化するず考えられる。未満のヒ
ドロペルオキシドに察するオレフむンの初期モル
比は、遞択率が䜎䞋するために望たしくないもの
ず考えられおいた。本発明においおはヒドロペル
オキシドに察するオレフむンの初期仕蟌みモル比
は2.0を超えおはならない。連続的に撹拌さ
れるタルク反応噚ぞのプロピレンおよびTBHP
の仕蟌み速床で衚珟しお広い範囲は0.5〜
2.0であり、奜たしくは0.9〜1.8であ
る。最も奜たしくは仕蟌み物䞭のヒドロペルオキ
シドに察するオレフむンのモル比は1.05〜
1.35である。 過剰のプロピレンが仕蟌たれた堎合にCSTRäž­
のTBHPに察するプロピレンの比は、プロピレ
ンおよびTBHPずもにそこで起こる反応におい
お消費されるために、初期の仕蟌み比ずは異な぀
たものずなる。この堎合、TBHPの転換率が䞊
昇するに埓぀おTBHPに察するプロピレンの比
も䞊昇する。䟋えば、仕蟌みプロピレンおよび
TBHPの初期モル比がTBHP1モルに察しプロピ
レン1.15モルである堎合、か぀、CSTRからの反
応媒䜓の匕抜き速床がCSTRにおいおTBHPの
転換率が50に維持されるような速床である堎合
に、未反応のTBHPに察する未反応のプロピレ
ンの平均モル比は玄1.3ずなるであろう。反
応媒䜓の匕抜き速床が、CSTR䞭でTBHPの転
換率が玄90に維持されるような速床である堎合
には、未反応のTBHPに察する未反応のプロピ
レンの平均モル比は玄2.5ずなるであろう。 これず同じ堎合にもしTBHPが―ブチルア
ルコヌルTBA䞭の70重量溶液ずしお仕蟌み
が行なわれたず仮定した堎合に、CSTRぞの仕蟌
み物は玄72.7重量の極性物質仕蟌みプロピレ
ン、TBHPおよびTBAの重量の和で割぀た仕蟌
みTBHPおよびTBAの重量の和から成るであ
ろう。反応の経過ず共に、プロピレン非極性物
質はプロピレンオキシド極性物質に倉換さ
れ、その結果䞊述したTBHP倉換率50の時点
で反応媒䜓は玄84.6重量の極性物質未反応の
TBHP仕蟌みTBHP、反応生成物ずしお圢成
されたTBAおよびプロピレンオキシドの総重量
をこれら぀の物質および未反応のプロピレンの
和で割぀たものから成るであろう。䞊述の
TBHPの転換率が90の時点では反応媒䜓はこ
の同じ基準に基づいお玄94重量の極性物質から
成るであろう。 本発明の方法および装眮を次に瀺す実斜䟋によ
぀お説明するが、本発明はこれらによ぀お制限を
受けるものではない。 反応媒䜓の極性 実斜䟋  本発明を実斜する堎合における、反応媒䜓の極
性の重芁性を瀺すために、䟛絊物質ずしおプロピ
レン、プロパン、―ブチルヒドロペルオキシド
及び―ブチルアルコヌルを甚いた皮の䞀連の
バツチ実隓を行な぀た。 すべおの実隓においお、䜿甚された觊媒は次の
ようにしお補造されたモリブデン゚チレングリ
コヌル・コンプレツクスであ぀た 觊媒の補造 メカニカルスタヌラ、窒玠導入口、枩床蚈、デ
むヌンスタヌクDeanStarkトラツプ、コンデ
ンサ及び窒玠バブラを備えたの䞞底モルトン
Mortonフラスコに、ヘプタモリブデン酞アン
モニりム四氎和物100および゚チレングリコヌ
ル300を仕蟌んだ。䞊蚘フラスコに窒玠をゆ぀
くり通しながら、反応混合物を85〜110℃に玄
時間加熱した。䞊蚘加熱時間の終了時には、反応
はほが終了しほずんど党おのヘプタモリブデン酞
アンモニりムが溶解した。この反応混合物を玄85
〜95℃の枩床で玄1.5時間アスピレヌタヌで枛圧
し、次いで90〜100℃で曎に時間再加熱した。
これを冷华するず、16.1のモリブデン原子吞
光スペクトル法で定量、1.17の窒玠ケヌル
ダヌルKjeldahl法で定量及び1.67の氎
カヌルフむツシダヌKarl Fisher法で定量
を含有する透明な液䜓觊媒組成物が埗られた。 ゚ポキシ化の実隓 容量300mlのステンレススチヌル補のオヌトク
レヌブ䞭で行な぀た゚ポキシ化の実隓を第衚及
び第衚に芁玄した。䞊蚘オヌトクレヌブにプロ
ピレン䟛絊成分を呚囲枩床で仕蟌み、次いで―
ブチルヒドロペルオキシドTBHP䟛絊成分
を予め觊媒0.38ず混合しおから仕蟌んだ。こう
しお反応媒䜓䞭玄350ppmの觊媒濃床が埗られた。
玔プロピレンの実隓においおは、TBHP䟛絊成
分は玄0.2重量の氎を含む―ブチルアルコヌ
ル䞭にTBHPが玄72.36重量溶解したものから
成るものであ぀た。プロピレン䟛絊成分にプロパ
ンを加えたプロピレンプロパン混合物の実隓、
及びTBHP䟛絊成分に―ブチルアルコヌルを
曎に加えたプロピレンTBAの混合物の実隓に
おいお、TBHP䟛絊成分は玄0.2重量の氎を含
む―ブチルアルコヌル䞭にTBHPが玄73重量
溶解したのから成るものであ぀た。䟛絊成分の
量は、それぞれの実隓においお第衚及び第衚
に瀺すようなプロピレンずTBHPずが目的のモ
ル比になるように調敎された。 埓぀お、䟋えば第衚の実隓においおはプロ
ピレン䟛絊成分は、プロピレン玄49.4から成
り、TBHP䟛絊成分はTBHP箄93.36、―ブ
チルアルコヌル玄35.4、氎玄0.26及び觊媒玄
0.38から成るものであ぀た。 第衚の実隓においおは、プロピレン䟛絊成
分はプロピレン玄34.65およびプロパン玄35.45
から成぀おいた。TBHP䟛絊成分は、
TBHP71.72、―ブチルアルコヌル26.33、
氎玄0.2および觊媒玄0.38から成぀おいた。 第衚の実隓においおは、プロピレン䟛絊成
分はプロピレン玄36.4から成぀おおり、TBHP
䟛絊成分はTBHP箄74.36、―ブチルアルコ
ヌル玄64.27、氎玄0.2及び觊媒玄0.38から
成぀おいた。 第衚で瀺されおいるすべおの実隓は反応枩床
120℃、反応時間玄2.0時間で行な぀た。第衚で
瀺されおいるすべおの実隓は反応枩床110℃、反
応時間1.0時間、次いで反応枩床130℃、反応時間
1.0時間で行な぀た。 䜿甚された反応物質及び埗られた結果を第衚
及び第衚に瀺す。
【衚】
【衚】
【衚】 たず第衚をみるずプロピレンのTBHPに察
するモル比に基づいお実隓は“぀組み”に䞊べ
られおいる事が分かる。そしおそれぞれの“぀
組み”は、埐々にプロピレンのTBHPに察する
モル比が増加しおいる事が分かる。TBHP基準
のプロピレンオキシドの遞択率の結果を瀺した第
欄をみるず、実隓においおモルのプロパン
を加えるこずにより、仕蟌物の極性が䜎䞋し、仕
蟌物TBHPおよびTBA䞭の極性成分が、仕
蟌物のわずかに玄58.2重量をしめるに過ぎなく
なるず、極性成分が仕蟌物の玄74.6重量をしめ
る本発明の実隓ず比范しお遞択率がは぀きりず
䜎䞋しおいるこずが分かる。実隓で甚いたプロ
パンの量ず同量のTBAを曎に加え、仕蟌物の極
性を増加させ仕蟌物䞭の極性成分が玄80.6重量
をしめるようにした実隓は、実隓の䜎い遞択
率が反応物質の“垌釈”に起因するものではな
く、仕蟌物の極性の䜎䞋に起因するものであるこ
ずを瀺しおいる。実隓は、実隓に察しお実隓
が行な぀おいるのず正に同等の“垌釈”が斜こ
された。 反応したTBHP基準のプロピレンオキシド遞
択率に察する同様の効果が、第、第及び第
組目の“぀組”実隓〜12においお認めら
れる。 組目の぀組実隓13〜15をみるず、実隓
13においお極性成分は仕蟌物のわずか40.9重量
蚈算倀であり、実隓14においおは極性成分は
仕蟌物のわずか58.3重量蚈算倀であるが、
実質的に同様な結果がえられおいる。実隓15で瀺
されおいるように、仕蟌物䞭の極性成分の割合
を72.8重量に増加させたずころ、TBHPのプ
ロピレンオキシドぞの遞択率はほんのわずか向䞊
した。初期のプロピレンのTBHPに察する比が
倧きくなるず1.9〜2.1、TBHPず觊媒の
極性媒䜓安定化効果は、プロピレン濃床の増加の
結果ずしお、反応速床が倧きくなるTBHPの
反応速床がそれよりも小さくなるこずによ぀お
“倱われる”。プロピレン濃床の増加による䞍郜合
は、第欄に瀺した結果より明かなようにプロピ
レン量䜓の生成が増加するこずである。 デヌタの次の組実隓16〜19をみるず、実隓
16〜18においおは、極性成分は玄32.2重量、玄
52.2重量及び玄47.1重量をしめおおり、実質
的に同様の結果がえられた。極性成分が仕蟌物䞭
の玄67.1重量をしめる実隓119においお、
TBHPのプロピレンオキシドぞの遞択率は向䞊
しおいない。しかしながら、第欄で瀺されおい
るように、本発明の請求範囲倖である、実隓16〜
21における、プロピレンのTBHPに察するより
高いモル比に起因する、プロピレン量䜓の量の
さらに著しい増加に留意されたい。実隓16〜21に
おいお、TBHPのプロピレンオキシドぞの遞択
率は反応速床の急激な増加プロピレンの
TBHPに察するモル比が増加したため、TBHP
の分解反応が枛少しおした぀たにより“倱われ
る”ため、実質的に同様のものであ぀た。 次に第衚をみるず、極性成分が仕蟌物のそれ
ぞれ58.4重量、54.7重量及び52.2重量をし
めおいる実隓22、25及び28においおは、極性成分
が仕蟌物のそれぞれ74.5重量、71.6重量、
69.6重量をしめおいる本発明の実隓23、26及び
27ず比范しお、TBHPのプロピレンオキシドぞ
の遞択率第欄が明らかに劣぀おいるずいう
傟向が繰り返されおいるこずが分かる。実隓22、
25及び28の遞択率は、極性成分が仕蟌物のそれぞ
れ79.3重量、78.2重量及び76.0重量をしめ
おいる実隓24、27及び30でえられた遞択率ず比范
しおも、明らかに劣぀おいる。 実斜䟋  実斜䟋〜では、゚ポキシ化反応が䜎い反応
枩床で行なわれる際には、収率、遞択率、および
転換率ずいう芋地からみるず、觊媒の濃床が比范
的高いこずが重芁であるこずを瀺しおいる。 容量300mlの316ステンレススチヌル補のオヌト
クレヌブ窒玠でパヌゞされおいるに、プロピ
レン43.91.0452モルを宀枩で入れた。た
た、予め混合されたTBHP溶液TBHA60.75
、TBA38.91および氎0.34から成぀おいる
88.2ず、モリブデン―゚チル――ヘキサ
ノヌル觊媒モリブデン含有率5.96ずを宀枩
で入れた。モリブデン―゚チル――ヘキサ
ノヌル觊媒は、䞉酞化モリブデン29.0を―゚
チル――ヘキサノヌル299.5、濃氎酞化アン
モニりム20mlおよびトル゚ン250mlず共に、宀枩
から140℃で15〜45分間かけお加熱し、氎玄ml
およびトル゚ン玄165mlを陀去しお調補した。加
熱を140℃〜153℃でさらに4.25時間継続し、その
時点で、氎玄16mlおよびトル゚ン玄234mlを回収
した。反応混合物を過し、液に氎が含たれお
いるのでモレキナラヌシヌブで也燥した。也燥物
を再過し、モリブデンに関する分析を行な぀た
ずころ、モリブデンを5.96含んでいるこずが分
か぀た。プロピレンをオヌトクレヌブに入れ、次
いで、䞊蚘觊媒0.9を予めTBHPず混合したも
のを宀枩で入れた。この実隓においお、プロピレ
ンTBHPのモル比は1.75、TBHPTBA
のモル比は1.28、觊媒の量は党反応仕蟌物を
基準ずしおモリブデン0.0403重量であ぀た。䞊
蚘オヌトクレヌブを撹拌させながら110℃に30分
間かけお加熱し、110℃で90分保持した。反応混
合物を宀枩に冷华し、加圧䞋でサンプリングを行
な぀た。回収された生成物の総重量は133.0、
たた、液状生成物の総重量プロピレン陀去埌
は93.0であ぀た。 液状生成物を分析したずころ、TBHPを1.18
含むこずが分か぀た。 残留TBHPグラム数1.0974 残留TBHPモル数0.0122モル 反応したTBHPモル数 䟛絊モル数−残留モル数 0.5954−0.0122 0.5832モル TBHPの転換率反応したモル数䟛絊したモル数 0.53320.5954 97.94 党生成物を加圧䞋で分析したずころ、プロピレ
ンオキシド24.729重量およびプロピレングリコ
ヌル0.152重量を含むこずが分か぀た。党生成
物䞭に、未反応のプロピレンはわずか13.922し
か含たれおいないこずに留意すべきである。 プロピレンオキシドPOグラム数 32.8896 POモル数0.5671モル POぞの遞択率POモル数反応したTBHPモル数 0.56710.5832 97.23 POに収率POモル数䟛絊したTBHPモル数 0.56710.5954 95.24 たた、䞊蚘の液状生成物を原子吞光スペクトル
法で分析したずころ、モリブデン526ppmを含ん
でおり、モリブデンの回収率は91.5であるこず
が分か぀た。 実斜䟋  容量300mlの316ステンレス補のオヌトクレヌブ
窒玠でバヌゞされるに、プロピレン45.3
1.07857モルを入れた。同様に宀枩で、予め混
合されたTBHP溶液TBHP60.75、
TBA38.91および氎0.34から成る88.15お
よび実斜䟋に蚘茉された方法で調補されたモリ
ブデン―゚チル――ヘキサノヌル觊媒モ
リブデン含有率5.960.45を入れた。本゚ポ
キシ化反応においおは、プロピレンのTBHPに
察するモル比は1.81、TBHPTBAのモル
比は1.28、たたモリブデン觊媒の量は党反応
仕蟌量を基準ずしお0.0200重量であ぀た。本実
斜䟋で䜿甚した觊媒の量は実斜䟋の玄半分であ
る。ここでも、プロピレンのTBHPに察する䜎
い量比はモリブデン回収率のは぀きりずした増加
をもたらしおいる。 オヌトクレヌブを撹拌させながら110℃に30分
間かけお加熱し、110℃で90分保持した。反応混
合物を宀枩たで冷华し、加圧䞋でサンプリングを
行な぀た。回収された生成物の総重量は133.9、
たた液状生成物の総重量プロピレン陀去埌は
94.2であ぀た。液状生成物を分析したずころ、
モリブデンを264ppm含有しおおり、モリブデン
の回収率は93.0であ぀た。 液状生成物を分析し、TBHPをただ3.92含ん
でいるこずが分か぀た。 残留TBHPグラム数 94.2×3.92 3.69264 残留TBHPモル数0.0410モル 反応したTBHPモル数 䟛絊モル数−残留モル数 0.5950−0.0410 0.5540モル TBHPの転換率反応したモル数䟛絊したモル数 0.55400.5950 93.11 党生成物を加圧䞋で分析したずころ、プロピレ
ンオキシド22.928重量および未反応プロピレン
16.14を含んでいるこずがわか぀た。 プロピレンオキシドPOグラム数 133.9×22.928 30.70 POモル数0.5293モル POぞの遞択率POモル数䟛絊したTBHPモル数 0.52930.5540 95.54 POに収率POモル数䟛絊TBHPモル数 0.52930.5950 88.96 実斜䟋では、觊媒濃床を䜎くした以倖は実質
的に実斜䟋ず同様の実隓であ぀たが、より高い
觊媒濃床をも぀実斜䟋ず比范しお、プロピレン
オキシドの収率が皋䜎か぀た。しかしなが
ら、実斜䟋においおは、反応流出液の䞭のモリ
ブデン回収率可溶性モリブデンが非垞に高く
93.0、実斜䟋91.5よりも曎に高か぀
たこずに留意すべきである。 実斜䟋  窒玠でパヌゞされた容量300mlの316ステンレス
スチヌル補のオヌトクレヌブに宀枩でプロピレン
48.31.1500モルを入れた。このプロピレン
に、予め混合されたTBHP溶液124.2およ
びモリブデン觊媒1.2を加えた。予め混合
されたTBHPモリブデン觊媒溶液䞭124.2を
しめるTBHP成分は次のような組成であ぀た
TBHP60.50、TBA39.30および氎0.2。予
め混合されたTBHPモリブデン觊媒溶液䞭の
モリブデン觊媒成分は、モリブデン―゚チル
――ヘキサノヌルモリブデン含有率6.50
觊媒1.2から成぀おいた。 濃瞮モリブデン觊媒は、―゚チル――ヘキ
サノヌル299.5を䞉酞化モリブデンMoO3
29.0ず混合し、この混合物に濃氎酞化アンモニ
りム20mlを加えるこずによ぀お調補された。觊媒
生成反応混合物を180℃に加熱し、かかる枩床で
時間保持し、21ml皋の氎を陀去した。この反応
混合物を冷华し過した。原子吞光分析による
ず、液のモリブデン含有率は6.50可溶性觊
媒䞭のモリブデン含有率97.7であ぀た。 この反応においお、プロピレンのTBHPに察
するモル比はわずか1.38であり、TBHP
TBAのモル比は1.27であ぀た。䜿甚したモ
リブデン觊媒の量は、党反応仕蟌量を基準ずし
お、モリブデン含有率が0.0449重量であ぀た。
オヌトクレヌブ及び内容物を撹拌しながら、110
℃に120分時間加熱した。反応混合物を冷
华し、圧力を抜いお぀の詊料容噚に回収した。 党生成物重量は173.5であ぀た。 液状生成物の党重量は142.2であ぀た。 液状生成物を分析した結果、TBHPを1.70含
むこずが分か぀た。 残留TBHPグラム数 2.4174 残留TBHPモル数0.026モル 反応したTBHPモル数 䟛絊モル数−残留モル数 0.8349−0.0269 0.8080モル 転換率0.80800.8349 96.78 液状生成物を原子吞光スペクトル法で分析した
ずころ、モリブデンを527ppm含んでおり、実質
的にモリブデン回収率は96.1であるこずが分か
぀た。 実斜䟋 及び 実斜䟋及びは、異なるモリブデン―゚
チルヘキサノヌル觊媒を甚いた以倖は、実斜䟋
〜ず同様に行な぀た。しかしながら、その結果
は、本質的に同様であ぀お、反応の終了時には、
可溶性のモリブデンが極めお高収率で回収された
いずれの実隓においおも96。これらの結果
を、以䞋に簡単な衚の圢で芁玄する。なお、実隓
は、110℃で1.5時間行な぀た。
【衚】 この領域の研究を開始した圓初においお、垂販
のTBHPに代えお也燥TBHPH2O0.4重量以
䞋を䜿甚した堎合、実隓結果が劇的に改善され
るこずを芋いだした。したが぀お、TBHP
TBA溶液が極めお少量の氎、即ち0.5重量以䞋
の氎を含むのが奜たしい。埓来、特蚱及び文献に
おいおは、プロピレンTBHPのモル比が䜎い
堎合、遞択率が䜎いずいわれおいたので、プロピ
レンの゚ポキシ化実隓の圓初は、オレフむンヒ
ドロペルオキシドのモル比を高く遞択した。プロ
ピレンTBHPのモル比を〜10ずし
お130回以䞊の゚ポキシ化実隓を行な぀た。これ
らのプロピレンTBHPのモル比にあ぀おは、
觊媒及び反応条件を皮々倉曎しおも、゚ポキシ化
の実隓結果に倧きな圱響を及がさないようであ぀
た。 曎に、プロピレンTBHPのモル比〜10
であ぀おは、モリブデン回収率は60〜80の範
囲であ぀た。 しかしながら、合成される数倚くのモリブデン
觊媒を識別するのに圹立぀であろう方法を芋出そ
うず圓初のプロピレンTBHPのモル比を䜎く
したずころ、反応枩床、滞留時間及びモリブデン
觊媒濃床を適圓に調節すれば、驚くべきこずに、
プロピレンオキシドの遞択率が良奜ずなるこずを
芋出した。 曎に、゚ポキシ化反応を、比范的高濃床のモリ
ブデン觊媒を甚いお比范的䜎枩で行なうず、良奜
な結果が埗られるこずを芋出した。曎にたた、仕
蟌んだモリブデンの倧半が可溶性のモリブデンず
なり、この可溶性モリブデンの割合がプロピレ
ンTBHPの投入仕蟌比が枛少するに぀れ
お増倧するこずもたた驚くべき発芋であ぀た。曎
に、プロピレンTBHPの仕蟌比が小さいず副
生するプロピレン二量䜓の生成量も少なくなるこ
ずが刀明した。 第衚に反応噚流出液䞭のプロピレン二量䜓の
濃床に぀いおのデヌタを瀺す。反応噚流出液䞭の
プロピレン二量䜓はGCマススペクトルを甚いお
定量した。特蚘したプロピレン二量䜓は望たしく
ない副生成物である。䜕故ならば、プロピレン二
量䜓は、プロピレンオキシドず共沞し、プロピレ
ンオキシドから最もよく分離するためにはコスト
のかかる抜出蒞留によらなければならないからで
ある。抜出蒞留塔のコスト及びかかる粟補ナニツ
トを䜜動させるためのナヌテむリテむヌコストは
非垞に高いものである。埓来のプロピレンオキシ
ドプロセス条件を甚いる第衚の実斜䟋は、第
衚に瀺したプロピレン二量䜓のレベルが驚く皋䜎
いこずを瀺しおいる。 第衚には、プロピレンTBHPのモル比が
䜎く、反応が段階的であり、か぀觊媒レベルが䜎
いばかりでなく、TBHP濃床が高くおも実隓結
果が改善される実斜䟋が存圚する。これらの実斜
䟋は、プロピレンTBHPのモル比が1.1〜1.2
の奜たしい反応条件を瀺す。第衚の実斜䟋
は、モリブデン觊媒を奜結果でリサむクルするこ
ずができるこずを瀺す。 第衚の実斜䟋21〜25は、本プロセスを1000ml
の反応噚に3.3倍スケヌルアツプした堎合に埗ら
れる実隓結果を瀺す。これら実斜䟋における操䜜
䞊の盞違点は、プロピレンを反応噚に仕蟌んだ埌
TBHPTBA觊媒溶液を添加するに先立぀
お、反応枩床又は反応枩床近蟺の枩床たで加枩し
た点である。反応は、発熱により、所望の枩床で
行なうこずができる。これらのスケヌルアツプし
た量にあ぀おも、良奜な結果を維持するこずがで
きる。 第衚には、―゚チル――ヘキサノヌルず
アンモニりムヘプタモリブデむトヘプタモリブ
デン酞アンモニりムからなる兞型的な觊媒の補
造方法を瀺す。 第衚には、反応を区分の反応噚スキヌム
two―part reactor shemeで連続的に進行す
るこずができるこずを瀺す実斜䟋が存圚する。
CSTRの埌に、それよりやや高い枩床でPFRが続
く。たたプロピレンTBHPの比が䜎い䟋が瀺
しおある。觊媒の回収率が100よりやや倧きく
蚘茉されたものもある。この過剰分は実隓的な誀
差によるもので、觊媒の回収率は、本来、定量的
である。 本発明の方法は、プロピレンTBHPモル比
が䜎くか぀極性反応溶媒を䜿甚するために、高濃
床のプロピレンオキシド24〜32を生成し、
プロピレンの䜿甚量がはるかに少ない。本方法に
おいおは、〜16のプロピレンが未反応であ
る。遞択率生成するプロピレンオキシドのモル
数消費されるTBHPのモル数は、プロピレ
ンTBHPのモル比を䜎くしおも、䜎䞋しない。
驚くべきこずに、TBHPを基準ずしたプロピレ
ンオキシドの遞択率が増加するこずがわかる。こ
れは反応溶媒の極性が倧きいこずによるものであ
る。 驚くべきこずに、本発明の方法を甚いるず、ア
ルキレンオキシドぞの遞択率は少なくずも96で
あり、生成物流䜓䞭のアルキレンオキシドの濃床
は少なずくも24ずするこずができ、アルキレン
オキシドの収率は少なくずも94であり、か぀、
ヒドロペルオキシドの転化率は少なくずも96ず
するこずができる。 曎に、驚くべきこずに、プロピレンオキシド
TBHPの比が䜎い堎合のモリブデンの回収率は、
䞀般に90である。
【衚】
【衚】 あ぀た。
觊媒はMoO2〓゚チルヘキサノヌルNHOH
トル゚ンコンプレツクス(5.96モリブデン)で
あ぀た。
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】 泚䞊蚘実隓のそれぞれにおいお甚いたそれぞれの觊
媒に぀いおの蚘茉及びその補造方法に぀いお
は第5衚参照
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】 ヒドロペルオキシドの遞択 衚瀺した実隓は、本発明を実斜する堎合に―
アミルヒドロペルオキシドも䜿甚可胜であるこず
を瀺すためになされた。 実斜䟋 32 觊媒の補造 メカニカルスタヌラヌ、窒玠導入口、枩床蚈、
デむヌンスタヌクトラツプ、コンデンサヌ及び窒
玠バブラヌを装備したの䞞底モルトフラスコ
に、アンモニりムヘプタモリブデむト觊媒
又はアンモニりム・ゞモリブデむト觊媒
100ず、゚チレングリコヌル300ずを仕蟌ん
だ。この反応混合物を、フラスコに窒玠を緩やか
に通過させながら、85〜110℃に玄時間加熱し
た。䞊蚘加熱時間の終了時には、反応は実質的に
完了し、実質䞊党おのアンモニりム・モリブデむ
トが溶解した。この反応混合物を、玄85〜95℃で
箄1.5時間アスピレヌタヌで枛圧に付し、次いで
90〜100℃に曎に時間再加熱した。冷华するず、
16.1のモリブデン原子吞光スペクトル法で定
量、1.17の窒玠ケヌルダヌル法で定量及
び1.67の氎カヌル フむツシダヌ法で定量
を含む透明な液䜓觊媒組成物觊媒が埗られ
た。この觊媒の酞䟡詊料圓たりのKOHmg
数は、二重定量法duplicate analysisで
80.94ず167.85であるこずが刀明した。觊媒は、
原子吞光スペクトル法により13.2のモリブデン
を含有しおいるこずが刀明した。 ゚ポキシ化の実隓 容量300mlのステンレススチヌル補のオヌトク
レヌブで行な぀た゚ポキシ化の実隓を第衚に芁
玄した。プロピレン䟛絊成分を宀枩で仕蟌み、次
いで、―アミルヒドロペルオキシドTAHP
䟛絊成分を予め觊媒0.38ず混合しおから仕蟌ん
だ。こうしお、反応媒䜓䞭玄350ppmの觊媒濃床
が埗られた。TAHP䟛絊成分は、玄0.2重量の
氎を含有する―アミルアルコヌル䞭、70重量
のTAHP溶液からな぀おいた。甚いた反応条件
及び埗られた結果を第衚に芁玄する。
【衚】
【衚】 第衚から、いずれの䟋においおも、プロピレ
ンオキシドに぀いおの遞択率が良奜であり、―
アミルヒドロペルオキシドの転化率が良奜であ぀
たこずがわかるであろう。 本発明の技術思想を拡匵すべく、TBHP又は
TAHP以倖のヒドロペルオキシド䟋えばクメン
ヒドロペルオキシドCHPを甚いお皮々の実
隓を行な぀た。その結果、驚くべきこずに、プロ
ピレンヒドロペルオキシドのモル比が高い堎合
にはTBHPずCHPずは同様の挙動をするものの、
本発明の䜎いモル比、即ち玄以䞋にあ぀お
はそれらの挙動が盞違するこずが芋出された。䜿
甚する觊媒濃床が高い堎合には、CHPを甚いる
プロピレンオキシドの収率は、プロピレンクメ
ンヒドロペルオキシドのモル比が䜎いず、
TBHPを甚いお埗られるプロピレンオキシドの
収率に比べお䜎か぀た。CHPを䜎モル比の䟋で
甚いた堎合には、反応したCHPを基準ずするプ
ロピレンオキシドの遞択率は、觊媒濃床が増倧す
るに぀れお増倧するが、同様の䟋でTBHPを甚
いた堎合皋には到らない。したが぀お、特に本発
明の方法に関しお奜結果を埗るために、ヒドロペ
ルオキシドの遞択も重倧であるこずも芋出され
た。かかる発芋に぀いおは、以䞋の実斜䟋に぀い
お詳现に説明する。これらの実斜䟋は、前述した
操䜜手順に埓぀お衚に泚蚘したパラメヌタを甚い
お行なわれた。 第10衚ず第11衚ずはプロピレンCHPのモル
比の重畳効果を瀺す。CHPを甚いる堎合、反応
したCHPを基準ずするプロピレンオキシドぞの
遞択率は、プロピレンCHPの仕蟌み比が枛少
するに぀れお枛少する。実斜䟋32〜36は、プロピ
レンCHPの仕蟌み比が枛少するに぀れおプロ
ピレンオキシドの遞択率が枛少し、二量䜓の含有
率「玔PO」基準、即ち留去されるプロピレン
が䜎觊媒レベル69〜78ppmにあ぀お䞀般に増
倧するこずを瀺しおいる。実斜䟋37ず実斜䟋38ず
は、䞭皋床の觊媒レベル玄250ppmに぀いお
同様の傟向があるこずを瀺し、実斜䟋39〜45はこ
れらの望たしくない結果が高觊媒濃床400〜
449ppmに぀いおも事実であるこずを瀺しおい
る。 CHPを甚いる堎合、プロピレンTBHP仕蟌
み比が䜎䞋する堎合ず違぀お、プロピレン二量䜓
の生成は、プロピレンCHP仕蟌み比が䜎䞋す
るに぀れお䜎䞋するこずはない。事実、二量䜓の
生成は、初期プロピレンCHPの比が枛少する
に぀れお増倧する傟向がある。曎に、第10衚に
は、クミルアルコヌル䞭のCHPの぀の盞異な
るCHP濃床、30及び59に぀いおこれらの傟
向があり、CHP量30が䜎い堎合には事実
PO遞択率に察しお良奜な結果が埗られるこずが
瀺されおいるこずに留意すべきである。 第12衚には、プロピレンCHPモル仕蟌み比
を䞀定に保ち実斜䟋34、37及び39に぀いおは玄
そしお実斜䟋35及び41に぀いおは玄1.3
、觊媒レベルを60〜80ppmのモリブデン觊媒
領域から250〜450ppmの觊媒領域たで増倧させる
堎合に、反応したCHP基準のプロピレンオキシ
ド遞択率、CHP転化率及びプロピレンオキシド
収率が党お増倧するこずが蚌明されるような圢で
前述の実斜䟋が再配列されおいる。プロピレン二
量䜓の生成も枛少しおいる。しかしながら、実斜
䟋35及び41に぀いおは、プロピレンCHP比が
䜎いず、反応したCHP基準のプロピレンオキシ
ドの遞択率がなお䜎いこずに留意すべきである。
したが぀お、TBHPを甚いる堎合には䜎いプロ
ピレンTBHPのモル比で反応したTBHP基準
に察するプロピレンオキシドの遞択率が良奜ずな
るのに察し、CHPを甚いる堎合には反応剀の比
を高く維持する必芁があるように思われる。 第13衚には、所定の觊媒レベル250ppm又は
400〜450ppmにあ぀お、CHP濃床が30から
59に増倧する堎合、反応したCHPを基準ずす
るプロピレンオキシドの遞択率が枛少しか぀プロ
ピレン二量䜓の生成が増倧するこずを蚌明するた
めの前述の぀の実斜䟋ず぀の新しい実斜䟋
50及び51が存圚する。プロピレンオキシドの
収率も枛少する。 第14衚には、プロピレンCHPの仕蟌み比が
1.3〜1.4であ぀お、CHP濃床30.0→43
→50又は觊媒濃床総投入量基準60→250→
450を倉化させおもPO遞択率又は収率を向䞊
させるこずができないこずを瀺すために、前述の
実斜䟋を曎に別の圢に再配列しおある。実際、反
応剀のモル比1.3〜1.4にあ぀おは、最適
の觊媒レベルは200〜350ppmの範囲であるように
思われる。プロピレン二量䜓の生成は、PO遞択
率の枛少ずずもに増倧し、PO遞択率の増倧ずず
もに枛少するこずに泚目しなければならない。こ
のような埌者の関係はTBHPにあ぀おは芋られ
ない。 ここで瀺したCHPの実隓結果は、CHP転化率
及び゚ポキシド遞択率がモル比の枛少ずずもに枛
少するずいうコラヌKollarの米囜特蚱第
3351635号第10衚参照においおある皋床確認
される。しかしながら、本発明におけるように高
濃床の觊媒を甚いるこずいうこずは、䞊蚘米囜特
蚱第3351635号においおは芋出されおおらず、
CHPを甚いる堎合ある皋床の改善が可胜である
こずすらも、たたTBHPを甚いる堎合に劇的な
改善が可胜であるこずも芋出されおいなか぀た。 結局、実斜䟋55は、実斜䟋39で段階的な反応
90℃で時間続いお110℃で時間を行なうの
に察し90℃で時間䞀段階行なう以倖は実斜䟋39
ず実質的に同様に行な぀た。その他些现な盞違点
は、仕蟌み比を7.03でなく7.18にし、觊
媒濃床を78ppmでなく79ppmずした点である
TBHPを甚いる堎合のように、CHP転化率は、
はるかに䜎か぀た実斜䟋39の97.7に比べお66
。
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】 オレフむンの遞択 䟿宜䞊、本発明の前述した実斜䟋においお、プ
ロピレンを甚いおきたけれども、比范デヌタを提
䟛すべく、その他のC3〜C20オレフむンに぀いお
も本発明を実斜するこずができる。これを以䞋の
具䜓的な実斜䟋によ぀お瀺す。C4〜C20のより高
玚なオレフむンを゚ポキシ化する堎合、オレフむ
ンを実質䞊定量的に゚ポキシドに転化するこずが
重芁である。その理由は、䟛絊原料ず゚ポキシド
反応生成物ずが類䌌した物理的特性を有し、䟛絊
原料ず゚ポキシド反応生成物ずの分離が極めお困
難であるからである。 実斜䟋 33 メカニカルスタヌラヌ、デむヌンスタヌクトラ
ツプ、枩床蚈、窒玠導入口及び窒玠バブラヌを装
備した容量の䞞底モルトンフラスコに、クラ
むマツクスモリブデン瀟Climax Molybdenum
Co.補のアンモニりムヘプタモリブデむト氎
化物分子量1235.86グラム原子モリブデン
0.2000NH46Mo7O24・4H2O35.31を仕
蟌み、続いお、―゚チル――ヘキサノヌル
玔床99アルフア瀟補分子量130.2モル
数1.4182.32ず氎14.4mlずを仕蟌んだ。アル
コヌル―゚チル――ヘキサノヌルのモル
数モリブデンのグラム原子数の比は7.0で
あり、添加したH2Oのモル数モリブデンのグ
ラム原子数の比は4.0であるこずに留意すべ
きである。反応混合物を緩やかに178℃に加熱し、
178〜180℃に時間保持した。この間にH2O29
mlがデむヌンスタヌクトラツプで陀去された。冷
华した反応混合物をガラス炉玙grass filter
paperで過し、固䜓を陀去した。液の重量
は176.3であ぀た。 AA原子吞光スペクトル分析による液䞭
のモリブデンの10.1 ケヌルダヌル法による液䞭の窒玠の0.34
 䟛絊されたモリブデンの数19.187 液䞭に可溶化したモリブデンの数17.81 觊媒䞭に混和されたモリブデンの92.80 実斜䟋 34 マグネテむクスタヌラヌのバヌ、枩床蚈、コン
デンサヌ、窒玠導入口及び窒玠バブラヌを装備し
た容量250mlの䞞底モルトンフラスコに、オクテ
ン―分子量1120.375モル42.0を仕蟌み、
続いお、TBHPTBAず予め混合したモリブデ
ン觊媒5810―6010.1モリブデン0.39ず共
にTBHP72.0溶液35.5を仕蟌んだ。反応混合
物を緩やかに95℃に加熱し99℃に発熱、次い
でかかる枩床93〜96℃に2.0時間保持した。
冷华埌、反応混合物は、固䜓を含たず、74.1の
重量であ぀た。 TBHP重量1.70 オクテンオキシド重量46.182 オクテン重量12.677 オクテンオキシド34.221 ゚ポキシドモル数0.26735 C8゚ポキシドの遞択率 0.267851.270398.91 C8゚ポキシドの収率 0.267350.284394.03 残留TBHP1.2597 残留TBHPモル数0.0140 䟛絊されたTBHPモル数0.2843 反応したTBHPモル数0.2703 TBHP転化率0.27030.284395.08 衚には、その他の実斜䟋も幟぀か瀺しおある。
これらの実斜䟋にあ぀おは、操䜜手順及び装眮は
実斜䟋34における操䜜手順及び装眮ず党く同様で
あ぀た。
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  ―ブチルヒドロペルオキシドおよび―ア
    ミルヒドロペルオキシドから遞ばれたヒドロペル
    オキシドを、可溶性モリブデン觊媒の存圚䞋、50
    〜180℃の枩床においお液盞で反応させオレフむ
    ンに察応する生成物であるオレフむンの゚ポキシ
    ドならびにヒドロペルオキシドに察応する生成物
    である―ブチルアルコヌルおよび―アミルア
    ルコヌルを生成せしめるオレフむン類の゚ポキシ
    化方法であ぀お、ヒドロペルオキシドに察するオ
    レフむンのモル比を0.5〜ずし、ヒド
    ロペルオキシドを少なくずも30重量の濃床を有
    する察応する生成物アルコヌル䞭の溶液ずしお反
    応媒䜓に䟛絊し、該反応媒䜓䞭の極性成分の含量
    を少なくずも60重量に維持し、該極性成分が該
    ヒドロペルオキシド、該察応するアルコヌルおよ
    び該察応する生成物のオレフむン゚ポキシドから
    なるこずを特城ずする方法。  生成物であるアルコヌル䞭のヒドロペルオキ
    シドの溶液が〜重量の氎分を含有する特蚱
    請求の範囲第項蚘茉の方法。  反応を、最初は連続撹拌槜型反応噚たたは䞀
    連のかかる反応噚䞭で、次に、䞀もしくは二以䞊
    のプラグ・フロヌ反応噚䞭で、段階的に行なう特
    蚱請求の範囲第項たたは第項に蚘茉の方法。  觊媒が、モリブデンおよび―゚チルヘキサ
    ノヌルたたはアルキレングリコヌルからなるコン
    プレツクスである特蚱請求の範囲第〜項のい
    ずれか項に蚘茉の方法。
JP29336485A 1984-12-31 1985-12-27 Orefuinruinoehokishikahoho Expired - Lifetime JPH0246584B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US68767884A 1984-12-31 1984-12-31
US687702 1984-12-31
US687678 1984-12-31
US687709 1984-12-31
US687690 1984-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61161274A JPS61161274A (ja) 1986-07-21
JPH0246584B2 true JPH0246584B2 (ja) 1990-10-16

Family

ID=24761365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29336485A Expired - Lifetime JPH0246584B2 (ja) 1984-12-31 1985-12-27 Orefuinruinoehokishikahoho

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH0246584B2 (ja)
CA (1) CA1266052A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001151764A (ja) * 1999-11-19 2001-06-05 Nof Corp ゚ポキシ化合物の補造方法
JP2008266304A (ja) 2007-03-22 2008-11-06 Sumitomo Chemical Co Ltd プロピレンオキサむドの補造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61161274A (ja) 1986-07-21
CA1266052A (en) 1990-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5214168A (en) Integrated process for epoxide production
US5384418A (en) Integrated process for epoxide production
EP0053023B1 (en) Hydroxylation of olefins
US4262143A (en) Preparation of hydroperoxides
US5274138A (en) Epoxidation process for manufacture of olefin oxide and alcohol
US4891437A (en) Olefin epoxidation of olefins in a polar medium
US5093506A (en) Removal of acidic contaminants from tertiary butyl hydroperoxide
US3337646A (en) Hydrogenation of cumyl alcohol to cumene
US3459810A (en) Process for the preparation of ethylbenzene hydroperoxide
US4046783A (en) Method of olefin epoxidation
US5151530A (en) Treatment of tertiary butyl hydroperoxide distillation fraction to remove acidic contaminants
US3931249A (en) Epoxidation using phthalocyanine catalysts
EP0188912B2 (en) Epoxidation of propylene
US3452055A (en) Process for the recovery of epoxides wherein alkylaromatic compound is removed in two distillation zones
US3475498A (en) Process for preparing ethyl benzene hydroperoxide
EP0264184B1 (en) Molybdenum/alkali metal/ethylene glycol complexes useful as epoxidation catalysts and method for making the same
US4845251A (en) Epoxidation in the presence of molybdenum/alkali metal/ethylene glycol complexes [useful as epoxidation catalysts]
US5103027A (en) Olefin expoxidation using an oxorhenium porphyrin complex catalyst and an organic hydroperoxide
EP0191993B1 (en) Improved synthesis of molybdenum/alcohol complexes useful as epoxidation catalysts
US5760254A (en) Production of oxirane compounds
US5107067A (en) Catalytic reaction of propyelne with tertiary butyl hydroperoxide
CA1278306C (en) Olefin epoxidation in a polar medium
CA1266052A (en) Eposidation process providing low olefin oligomer by- product formation
US4010195A (en) Process for producing methyl p-toluate
CA1266053A (en) Epoxidation process using molybdenum catalysts