JPS62185081A - オレフイン化合物のエポキシ化法 - Google Patents

オレフイン化合物のエポキシ化法

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JPS62185081A
JPS62185081A JP62015335A JP1533587A JPS62185081A JP S62185081 A JPS62185081 A JP S62185081A JP 62015335 A JP62015335 A JP 62015335A JP 1533587 A JP1533587 A JP 1533587A JP S62185081 A JPS62185081 A JP S62185081A
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00Preparation of oxiranes
    • C07D301/02Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/12Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/89Silicates, aluminosilicates or borosilicates of titanium, zirconium or hafnium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 合成ゼオライトは、その酸度に関して中和されてなる酸
である)の存在下において行なわれるオレフィン化合物
の過酸化水素(そのままで導入されたもの、又は反応条
件下において他物質から生成されたもの)によるエポキ
シ化法に係る。
ヨーロッパ特許出願第100119号は、オレフィン及
び過酸化水素又は反応条件下において、過酸化水素を生
成しうる物質を原料とし、一般゛式%式%) (式中、Xは0.0001ないし0.04である)に相
当するチタン原子含有合成ゼオライト (チタンシリカ
ライト)を触媒として行なわれるオレフィン化合物択さ
れる。
区!d札p」ソにルー 好適モル比 SiO2/TiOz    5  200     3
5  650H−/Stow    O.1  1.0
    0.3−0.6HtO/SiOz    20
 − 200     80 − 100+ RN /SiOy     O.1  2.0    
 0.4  1.0表中、RN+はチタンシリカライト
(TS−1)の調製に使用された有機塩基から誘導され
る有機窒素陽イオンである。Meはアルカリ金属イオン
であり、好ましくはNa又はKの中から選ばれる。
最終TS−1生成物は、式 %式%) (式中、Xは0.0001ないし0.04、好ましくは
0.旧ないし0.025である)で表される組成物であ
る。TS−1は、゛チタン原子がケイ素原子と置換され
たシリカライト形の生成物である。触媒として使用され
るチタンシリカライトに関する詳細については、上述の
ヨーロッパ特許出願及びベルギー国特許第8868IJ
号に述べられている。
チタンシリカライト触媒は、エポキシ化反応において、
微粒として、好ましくは粒径5ないし1000μ肩を有
する粒子状(かかる粒子は適当な無機結合剤、好ましく
はオリゴマー性シリカによって結合されたゼオライト触
媒で形成される)で使用される。
プロトン性溶媒(たとえば水、アl−ル及びこれらの混
合物)中において、上記触媒の存在下、オレフィン及び
過酸化水素からエポキシ化化合物を合成する場合、所望
エポキシ化合物への選択率は一般に極めて高いことが観
察されている。しかし、特に高温で反応を行なう場合に
は、加溶媒分解からの少量の副生物が常に存在する。こ
の結果、エポキシ化合物の収率が低くなり、反応混合物
から副生物を分離する必要があるため、コストが増大す
ることになる。
発明者らは、エポキシ化反応に先立って又はエポキシ化
反応中に触媒を好適な酸中和剤によって処理して触媒表
面上に存在する酸基を中和することにより、上述の不用
な副生物の量を低減できることを見出し、本発明に至っ
た。Signとの反応によって容易に置換される極性基
に結合した不活性基を使用して触媒の酸度を中和する物
質により触媒を処理するようにしてもよい。
未処理チタンシリカライトの酸度は、特に触媒の該表面
上又は格子欠陥内における少量の5iO)l基のためす
でにかなり低いものである。しかしながら、少量とはい
っても酸基の存在のため、上述の加溶媒分解反応によっ
て、容認できない債の副生物が生成される。
本発明によるオレフィン化合物のエポキシ化法は、反応
域において、合成ゼオライト (チタンシリカライト)
でなる触媒の存在下、1又はそれ以上のオレフィン化合
物を、過酸化水素又は反応条件下で過酸化水素を生成し
うる物質と反応させるものであって、エポキシ化反応に
先立って、該触媒を、一般式 %式%() (式中、XはC(2,Br、  r 、 CH3CON
−3i−(CH3)3゜基であり、Rはアルキル基、ア
リール基、アルキルアリール基(ここでアルキル基は炭
素数1ないし4を有する)である)で表される化合物で
酸度に応じて中和することを特徴とする。
触媒の中和は水溶性の塩基性物質を使用して、エポキシ
化反応前及び又はエポキシ化反応中において行なわれる
。かかる塩基性物質は、Na011 。
KOHの如き強塩基; NH4OH、NaHCO3,N
aHCO3。
Na、HPO4及びKtC03,LitCO3,KHC
Oa、 LiHCOs及びに、HPO,を含む類似のカ
リウム及びリチウム塩、゛炭アルカリ金属及び/又はア
ルカリ土類金属アルコラードの如き弱塩基の中から選ば
れる。
バッチ式で行なわれるエポキシ化反応では、水溶性の塩
基性物質による触媒の中和は、上述のものの中から選ば
れる中和剤の希釈溶液中に触媒を懸濁化せしめたスラリ
を調製し、このスラリを室温ないし約100℃の温度で
数分間撹拌することによって行なわれる。ついで、触媒
を取出し、過剰の塩基が完全に除去されるまで充分に洗
浄する。
乾燥後、得られた触媒をオレフィンのエポキシ化rv欅
田オA爲合−極めて窩いエポキシ化合物への選択率が達
成される。エポキシ化反応が連続流動式(固定床反応器
、C3TR反応器(連続流動撹拌タンク反応器)で行な
われる場合には、過酸化水素供給物に長時間にわたる触
媒の劣化を防止するため溶媒に可溶性でありかつ弱塩基
性の中和剤(たとえばCH3COONa、 NaHCO
3,NatCOs等)を約0.0001ないし約061
重量%の量で添加するだけで充分である。このようにし
て、触媒が、反応による不用I′% な加溶媒分解を開始さ子ごとを完全に防止できる。
使用する中和剤の量は、反応溶媒の性質、空間速度及び
温度に左右される。
別法として、上記一般式(X −3i  (R)3)の
化合物をチタンシリカライトと反応させることによつA
媒の中和を行なうことができる。
この場合の反応は、アセトニトリル、クロロホルム、ピ
リジン及びジオキサン等の如き不活性溶媒中において、
ピリジン又は少なくとも1つの第3級アミンの如き有機
塩基の存在下、又は不存在下で行なわれる。この方法に
よれば、チタンシリカライトの表面上に存在するSiO
H基のすべてを、エポキシ環の加溶媒分解に対して化学
的に不活性な5i−o−si  (R)3基に変化させ
ることができる。
オレフィンと過酸化水素との間のエポキシ化反応は、温
l妃ないし約150℃、圧力的1ないし約100気圧に
おいて、■又はそれ以上の溶媒を使用して又は使用する
ことなく行なわれる。
さらに、エポキシ化反応は、固定床上で、又は単相糸通
又は二相系のC3TR反応器においてバッチ式又は連続
流動式として行なわれる。
触媒は反応条件下で安定であり、完全に除去又は回収さ
れる。使用できる溶媒の例としては、炭素数のあまり大
きくない(好ましくは炭素数6以下)アルコール、ケト
ン、エステル、エーテル、グリコールの如き極性化合物
がある。アルコールのうち好適なものとしては、メタノ
ール及び第3扱ブタノールである。ケトンの好適なもの
としてはアセトンである。
本発明に従ってエポキシ化されるオレフィン化合物とし
ては、一般式 〔式中、R1,R2,R3及びR4は同−又は異なるも
のであって、H及び炭素数1ないし20のアルキル基、
炭素数7ないし20のアルキルアリール基、炭素数6な
いし10のシクロアルキル基及び炭素数7ないし20の
アルキルシクロアルキル基の中からR8が相互に結合し
及び/又はR3及びR4が相互に結合していてもよい)
〕。
上述のR1,Rt、Rs、R4基は、ハロゲン(好まし
くはCl、 Br及びILニトロ基、スルホン基、カル
ボニル基、オキジドリル基、カルボキシル基本発明によ
ってエポキシ化可能なオレフィンとしては、エチレン、
プロピレン、塩化アリル、ブテン−2、ブテン−11オ
クテン−1,1−)リゾセン、酸化メシチル、イソプレ
ン、シクロオクテン、シクロヘキセン等である。
ガス状のオレフィンを使用する場合には、反応条件下に
おいて可溶性又は液状のものとするために、大気圧より
も高い圧力条件でエポキシ化反応を行なうことが望まし
い。0℃に近い温度であっても反応は容易に進行するが
、0℃より高い温度で操作することは反応速度に影響を
及ぼす。
以下の実施例は本発明の好適な具体例に関するものであ
る。しかしながら、これらの実施例は本発明を説明する
ためのものであって、本発明を限定するものではない。
実施例1 テトラエチルオルトシリケート 11549を、激しく
撹拌しながら、12重量%水酸化テトラプロピルアンモ
ニウム溶液12329に添加し、60℃で1時間加熱し
た。この加熱した溶液に脱塩処理した水5049gを添
加し、透明な溶液が得られるまでさらに1時間撹拌を続
けた。ついで、チタンシリカライト3000gを、この
透明な溶液中に注意して懸濁化させた。このチタンシリ
カライトは、上述のヨーロッパ特許出願第100119
号に開示された方法に従って調製したものである。
得られたミルク様のスラリをスプレードライヤ(Nir
o −Atomizer、ディスクアトマイザ、入口空
気・温度300℃、出口空気温度120℃、チャンバの
直径1.5m )に供給し、平均直径約20μ肩の緻密
なミクロ球状物を得た。
アトマイズされた触媒をマツフル炉に入れ、550℃で
4時間か焼した。このようにして調製したアトマイズ化
チタンシリカライト200gを、酢酸ナトリウムlog
を含有する蒸留水1(2に懸濁化させた。得られたスラ
リを還流温度で10分間加熱し、ついで濾過した。上記
処理を、同じ反応体を使用し、同様にして2回繰返し行
った。得られた生成物を再び濾過し、ついで熱蒸留水に
より数回洗浄した。洗浄した触媒をストーブにおいて、
ついでマツフル炉において550℃で乾燥させた。
実施例2 実施例1と同様にして調製したチタンシリカライト 1
50gを、NaJPO+ 59を含有する水500xC
中に懸濁化させた。得られたスラリを還流温度で15分
間加熱した。加熱したスラリを濾過し、この処理を2回
繰返して行った。この後、得られた生成物を、実施例1
に記載の如く、繰返し洗浄した。
高い活性及び選択性を有するエポキシ化用触媒を同様に
して調製するにあたり、他の塩基を含有も する同様の希釈溶液を使用すること屑できる。
実施例3 蒸留水195g、メタノール280g及び実施例1に記
載した如くして調製した触媒4.59を、撹拌機、温度
調節装置及び一定圧力を維持する手段を具備するスチー
ル製オートクレーブ(112)に充填した。
このオートクレーブに接続するタンクに32重量%過酸
化水素溶液56gを充填した。40℃で恒温とし、撹拌
しながらプロピレンにより6気圧に加圧(全反応中、一
定)した後、単一工程で過酸化水素をオートクレーブの
スラリに添加した。一定の時間毎にサンプルを取出し、
分析した。
過酸化水素をヨウ素滴定により定量し、Poropak
PSを充填したカラム(長さ1゜8屑)を使用するガス
クロマトグラフィーにより反応生成物を分析した。
結果を第1表に示す。
実施例4 同じ蛍の反応体を使用し、ただし塩基による処理を行な
うことなくそのままでアトマイズしたチタンシリカライ
ト4.59をプロピレンのエポキシ化に使用して、実施
例3と同じ操作を行なった。結果を第1表に示す。第1
表から明らかなように、塩基による処理を行なっていな
いチタンシリカライトを使用して得られた結果は、塩基
で処理した触媒を使用して得られた結果はど良好ではな
い。
実施例5 メタノール450g、オクテン−110h及び実施例2
の如くして調製した触媒 59を、撹拌機、恒温装置及
び定圧コントロール装置を具備するオートクレーブ(I
llりに充填した。このオートクレーブに接続するタン
クに34重量%H20,溶液5hを充填した。45℃で
恒温とした後、撹拌しながら、過酸化水素を他の反応体
の混合物に添加した。一定時間毎にサンプルを抽出し、
分析した。
ヨウ素滴定により過酸化水素を定量し、ガス液クロマト
グラフィーによって反応生成物を分析した。反応1時間
後の結果は次のとおりである。
HtO*の変化率       88  %オクテンの
変化率     49.2%1.2−エポキシオクタン への選択率        98  %実施例6 メタノール400g、塩化アリル1009及び実施例1
の如くして得られた触媒10gを実施例5に記載のオー
トクレーブに充填した。一方、タンクに34重量%H7
02溶液709を充填した。反応を60℃で30分間行
なった。実施例5に記載した一般法と同様にして、過酸
化水素及び塩化アリルの変化率及びエピクロルヒドリン
への選択率を測定した。
H2O2の変化率      93  %塩化アリルの
変化率    49.7%エピクロルヒドリン への選択率        97.5%実施例7 実施例1と同様にして調製し、550℃でか焼し、乾燥
雰囲気中で冷却させたチタンシリカライト21gを、無
水ピリジン20cc、  トリメチルクロロシラン 9
cc及びヘキサメチルジメチルシラザン3ccでなる混
合物中に懸濁化させた。得られたスラリを50℃で2時
間撹拌した。ついで固状物を濾過し、無水ピリジンLO
ccで2回、アセトニトリル1Occで2回、水10c
cで3回順次洗浄し、ついで減圧下で完全に乾燥させた
実施例8 12重量%水酸化テトラプロピルアンモニウム溶液12
32gに、激しく撹拌しなからエトラエチルオルトシリ
ケート 11549を添加し、60℃で1時間加熱した
。ついで、加熱した混合物に脱塩処理した水50499
を添加し、撹拌をさらに1時間続け、透明な溶液を得た
。実施例1に従って調製したチタンシリケート 300
0gを、この透明な溶液に注意して懸濁化させた。
得られたミルク様のスラリをスプレードライヤ(N1r
o Atomizer、ディスクアトサイザ、入口空気
温度300℃、出口空気温度120℃、チャンバの直径
1 、51)に供給して、平均直径約20μ度を有する
緻密なミクロ球状物を得た。
アトマイズされた触媒をマツフル炉に入れ、550℃で
4時間か焼した。このようにして調製したチタンシリケ
ート129を、無水アセトニトリル10cc中、温度8
0℃、2時間でビス(トリメチルシリル)アセトアミド
6ccによって処理した。
このようにして得られた固状生成物を濾過し、熱いアセ
トニトリルで数回洗浄し、ついでメタノールで洗浄した
。洗浄した生成物をオーブンにおいて100℃で乾燥さ
せた。
実施例9 実施例8に記載の方法と同様にして、チタンシリケート
109をアセトニトリル10cc中においてへキサメチ
ルジシラジン3ccで処理した。2時間還流した後、得
られた生成物を濾過し、アセトニトリルで数回洗浄し、
最後に水で3回洗浄した。ついで、洗浄した生成物を減
圧下で乾燥させた。
実施例10 蒸留水1909、メタノール2809及びチタンシリカ
ライト4.5gを、撹拌機、恒温装置及び定圧コントロ
ール装置を具備するスチール製オートクレーブ(112
)に充填した。このオートクレーブに接続するタンクに
34重量%過酸化水素溶液52gを充填した。
40℃で恒温とし、撹拌しながらプロピレンにより一定
圧力6気圧に加圧した後、過酸化水素の全量を単一工程
でオートクレーブの内容物に添加した。一定時間毎にサ
ンプルを抽出し、分析した。
ヨウ素滴定によって過酸化水素を定量し、Poropa
kPSを充填したカラム(長さ1 、8m)上でのガス
ー液クロマトグラフィーによって反応生成物を分析した
。得られた結果を第2表に示す。
実施例11 実施例10と同じ反応体を使用し、同様にして、ただし
実施例7の如くして処理したチタンシリカライト4,5
gをオートクレーブに充填してテストを行なった。得ら
れた結果を第2表に示す。第2表から明らかな如く、所
望のエポキシド化合物への選択率は、実施例1Oに記載
の未処理触媒を使用して得られた選択率よりもかなり大
きいことが理解される。
実施例12 メタノール450g、オクテン−11009及び実施例
8の如くして得られた触媒5gを、撹拌機、恒温装置及
び定圧コントロール装置を具備するオートクレーブ(1
(りに充填した。一方、このオートクレーブに接続する
タンクに34重量%H2O2溶液50gを充填した。4
5℃で恒温とした後、激しく撹拌しながら、過酸化水素
を他の反応体の混合物に添加した。一定時間毎にサンプ
ルを抽出し、分析した。
1時間後、ヨウ素滴定によって過酸化水素を定量し、ガ
スー液クロマトグラフィーによって反応生成物を分析し
た。
H2O,の変化率        85  %、  オ
クテンの変化率       47.5%1.2−エポ
キシオクチン への選択率          97.5%実施例13 実施例12と同じ装置を使用し、同様にして反応を行な
った。オートクレーブに、メタノール4009、塩化ア
リル1009及び実施例9の如くして調製Cた触媒10
gを充填した。一方、タンクに34重量%H,0,溶液
70gを充填した。60℃で30分間反応を行なった。
HtOtの変化率         94  %塩化ア
リルの変化率      50.1%エピクロルヒドリ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 xTiO_2・(1−x)SiO_2 (式中、xは0.0001ないし0.04である)に相
    当するチタン原子含有合成ゼオライトが触媒として存在
    する反応域でオレフィン化合物を、そのままで導入され
    た過酸化水素又は反応条件下で過酸化水素を生成しうる
    物質により生成された過酸化水素と反応させてなるオレ
    フィン化合物のエポキシ化法において、前記触媒をその
    酸度に応じて中和剤により中和させることを特徴とする
    、オレフィン化合物のエポキシ化法。 2 特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記中
    和処理をエポキシ化反応前及び/又はエポキシ化反応中
    に行なう、オレフィン化合物のエポキシ化法。 3 特許請求の範囲第2項記載の方法において、前記中
    和処理をエポキシ化反応前及び/又はエポキシ化反応中
    に行なう場合、中和剤が少なくとも水溶性である塩基性
    物質である、オレフィン化合物のエポキシ化法。 4 特許請求の範囲第3項記載の方法において、前記塩
    基性物質が強塩基である、オレフィン化合物のエポキシ
    化法。 5 特許請求の範囲第4項記載の方法において、前記強
    塩基がNaOHまたはKOHである、オレフィン化合物
    のエポキシ化法。 6 特許請求の範囲第3項記載の方法において、前記塩
    基性物質が弱塩基である、オレフィン化合物のエポキシ
    化法。 7 特許請求の範囲第6項記載の方法において、前記弱
    塩基が、NH_4OH、Na_2CO_3、Na_2H
    PO_4、Na_2HPO_4、K_2CO_3、Li
    _2CO_3、KHCO_3、LiHCO_3、K_2
    HPO_4、炭素数1ないし10のカルボン酸のアルカ
    リ金属及び/又はアルカ土類金属塩、及び炭素数1ない
    し10のアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属アル
    コラートの中から選ばれるものである、オレフィン化合
    物のエポキシ化法。 8 特許請求の範囲第2項記載の方法において、前記中
    和処理をエポキシ化反応前に行なう場合、中和前が一般
    式 X−Si−(R)_3 (式中、XはCl、Br、I、▲数式、化学式、表等が
    あります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、イミダゾリー ル基であり、Rはアルキル基、アリール基、アルキルア
    リール基(ここでアルキル基は炭素数1ないし4を有す
    る)である)で表される化合物である、オレフィン化合
    物のエポキシ化法。 9 特許請求の範囲第8項記載の方法において、前記中
    和反応を、不活性溶媒中、前記一般式で表される化合物
    を触媒と反応させることにより行なう、オレフィン化合
    物のエポキシ化法。 10 特許請求の範囲第9項記載の方法において、前記
    不活性溶媒がアセトニトリル、クロロホルム、ピリジン
    、ジオキサンの中から選ばれるものであり、任意に有機
    塩基を含有してなる、オレフィン化合物のエポキシ化法
    。 11 特許請求の範囲第10項記載の方法において、前
    記有機塩基がピリジン及び第3級アミンの中から選ばれ
    るものである、オレフィン化合物のエポキシ化法。 12 一般式 xTiO_2・(1−x)SiO_2 (式中、xは0.0001ないし0.04である)に相
    当するチタン原子含有合成ゼオライトで構成されてなる
    オレフィンのエポキシ化用触媒において、該触媒は表面
    に基 Si−O−Si(R)_3 (式中、Rはアルキル基、アリール基及びアルキルアリ
    ール基(ここで、アルキル基は炭素数1ないし4を有す
    る)である)を有するが、SiOH基を実質的に全く含
    有しないものであることを特徴とする、オレフィンのエ
    ポキシ化用触媒。
JP62015335A 1986-01-28 1987-01-27 オレフイン化合物のエポキシ化法 Expired - Lifetime JPH0816105B2 (ja)

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IT19209/86A IT1190606B (it) 1986-01-28 1986-01-28 Procedimento per l'epossidazione di composti olefinici
IT19207/86A IT1190605B (it) 1986-01-28 1986-01-28 Procedimento per epossidare composti olefinici
IT19209A/86 1986-01-28

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