DE2155151A1 - Process for the production of epoxies - Google Patents

Process for the production of epoxies

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DE2155151A1
DE2155151A1 DE19712155151 DE2155151A DE2155151A1 DE 2155151 A1 DE2155151 A1 DE 2155151A1 DE 19712155151 DE19712155151 DE 19712155151 DE 2155151 A DE2155151 A DE 2155151A DE 2155151 A1 DE2155151 A1 DE 2155151A1
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tertiary
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cyclohexane
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Giovanni Alberto Wynnewood Pa.; Sheng Ming Nan Cherry Hill N.J.; Zajacek John George Strafford Pa.; Bonetti (V.StA.)
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Atlantic Richfield Co., New York, N.Y. (V.StA.)
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    • C07D301/00Preparation of oxiranes
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    • C07D301/19Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with organic hydroperoxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07D303/02Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/04Compounds containing oxirane rings containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring oxygen atoms

Description

In der US-Patentschrift 3 350 422 wird die Epoxydierung von Olefinen mit Hydroperoxyden in Gegenwart von verschiedenen Metallkatalysatoren mit Einschluß von Molybdän beschrieben. Es werden hierbei verschiedene Hydroperoxyde genannt, unter denen sich Methylcyclohexen-hydroperoxyd und Phenylcyclohexanhydroperoxyd finden. Beide sind tertiäre Hydroperoxyde und durch eine hohe Stabilität charakterisiert. Sie können leicht hergestellt werden.In US Pat. No. 3,350,422, the epoxidation of Described olefins with hydroperoxides in the presence of various metal catalysts including molybdenum. Various hydroperoxides are mentioned here, among which are methylcyclohexene hydroperoxide and phenylcyclohexane hydroperoxide Find. Both are tertiary hydroperoxides and are characterized by high stability. You can easily getting produced.

Cyclohexalhydroperoxyd ist jedoch eine Verbindung, bei welcher die Hydroperoxydgruppe an einem sekundären Kohlenstoffatom haftet, so daß diese Verbindung weniger stabil als die tertiären Hydroperoxyde ist. Weiterhin ist Cyclohexalhydroperoxyd erheblich schwieriger herzustellen als die tertiären Hydroperoxyde, da bei der Oxydation von Cyclohexan mit molekularem Sauerstoff im allgemeinen nur sehr geringe Mengen des Hydroperoxyds bei Bildung relativ großer Mengen des Alkohols, des Ketons und Säuren wie von Adipinsäure gebildet werden.Cyclohexalhydroperoxide is, however, a compound in which the hydroperoxide group is on a secondary carbon atom adheres, so that this compound is less stable than the tertiary hydroperoxides. Furthermore is cyclohexal hydroperoxide considerably more difficult to produce than the tertiary hydroperoxides, because of the oxidation of cyclohexane with molecular Oxygen in general only very small amounts of the hydroperoxide with the formation of relatively large amounts of the alcohol, of ketone and acids such as adipic acid.

In der Literatur wurde schon vorgeschlagen, eine hohe Selektivität, d.h. ungefähr 50$, an Cyclohexylhydroperoxyd in dem Oxydationsprodukt dadurch zu erhalten, daß man die Oxydation nur bis zu einer sehr niedrigen Umwandlung, d.h. weniger als etwa 2$, und mit einer niedrigen Umwandlungsgeschwindigkeit vornimmt. Es kann jedoch gezeigt werden, daß das Cyclohexyl-In the literature it has already been suggested that a high selectivity, i.e. about $ 50, of cyclohexyl hydroperoxide in that To obtain oxidation product by the fact that the oxidation is only down to a very low conversion, i.e. less than around $ 2, and with a slow conversion speed undertakes. However, it can be shown that the cyclohexyl

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hydroperoxyd mit hohen Umwandlungsgraden, d.h. etwa und hohen Umwandlungsgeschwindigkeiten hergestellt werden kann, wenn die Oxydation mit molekularem Sauerstoff praktisch in Abwesenheit von Schwermetallionen, die die Zersetzung des Hydroperoxyds katalysieren würden, und in Gegenwart eines tertiären Alkohols und eines tertiären Hydroperoxyds durchgeführt wird. Diese Entdeckung macht die Produktion von Cyclohexylhydroperoxyd technisch interessant.hydroperoxide with high degrees of conversion, i.e. about and high conversion rates can, if the oxidation with molecular oxygen practically in the absence of heavy metal ions, which cause the decomposition of the Hydroperoxide would catalyze, and carried out in the presence of a tertiary alcohol and a tertiary hydroperoxide will. This discovery makes the production of cyclohexyl hydroperoxide technically interesting.

Einer der Nachteile der Verwendung eines sekundären Hydroper-" oxyds wie Cyclohexylhydroperoxyd besteht darin, daß dieser Stoff kein besonders wirksames Oxydationsmittel bei der vorstehend genannten molybdänkatalysierten Olefinepoxydierung ist. Im allgemeinen sind die Ausbeuten des Bpoxyds, insbesondere bei CX-Olefinen, relativ schlecht, so daß sekundäre Hydroperoxyde bei dem vorstehend genannten Olefinepoxydierungsverfahren bislang nicht als besonders gut geeignet erachtet wurden.One of the disadvantages of using a secondary hydroper " Oxyds such as cyclohexyl hydroperoxide is that this substance is not a particularly effective oxidizing agent in the above Molybdenum-catalyzed olefin epoxidation mentioned is. In general, the yields of the Bpoxide are, in particular in the case of CX olefins, relatively poor, so that secondary hydroperoxides are used in the aforementioned olefin epoxidation process have not yet been considered particularly suitable.

Es ist jedoch anzustreben, Cyclohexylhydroperoxyd bei solchen Verfahren als Oxydationsmittel zu verwenden, da das Hydroperoxyd zu Cyclohexanol reduziert wird, welches zu Phenol h denitie_££ oder zu Cyclohexanon oxydiert werden kann. Cyclohexanon ist bekanntlich ein Ausgangsmaterial für die Herstellung von Lysin, Caprolacton, Adipinsäure und Caprolactam. Diese Verbindungen sind naturgemäß insbesondere für die Herstellung von Nylonfasern besonders interessant.However, it is desirable to use such a method as Oxidant Cyclohexylhydroperoxyd wherein, as the hydroperoxide to cyclohexanol is reduced, which can be oxidized to phenol h denitie_ ££ or cyclohexanone. Cyclohexanone is known to be a starting material for the production of lysine, caprolactone, adipic acid and caprolactam. Naturally, these compounds are particularly interesting for the production of nylon fibers.

Da reines Cyclohexylhydroperoxyd kein besonders guter Oxydationskatalysator für die Epoxydierungsreaktion ist, wurde angenommen, daß ein Oxydationsprodukt, das bei seiner Herstellung bei der mit molekularem Sauerstoff erfolgenden Oxydation von Cyclohexan resultiert, von ungleich geringerer Brauchbarkeit wäre, weil große Mengen von Nebenprodukten vorliegen würden. Die Abtrennung der Nebenprodukte von dem Cyclohexylhydroperoxyd bringt aber ziemlich ernsthafte Schwierig-Since pure cyclohexyl hydroperoxide is not a particularly good oxidation catalyst for the epoxidation reaction, it was assumed that an oxidation product, which in its manufacture in the case of the oxidation of cyclohexane with molecular oxygen, the result is far less Usefulness would be because there would be large amounts of by-products. The separation of the by-products from the cyclohexyl hydroperoxide but brings quite serious difficulties-

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keiten mit sich, weil das Hydroperoxyd instabil ist. Trotzdem ist das rohe Cyclohexan-Oxydationsprodukt von einem wichtigen potentiellen Wert, da das Cyclohexylhydroperoxyd zu Cyclohexanol bei der Epoxydierungsreaktion reduziert wird und weil letztere Verbindung wertvoll ist.problems because the hydroperoxide is unstable. Even so, the crude cyclohexane oxidation product is an important one potential value as the cyclohexyl hydroperoxide is reduced to cyclohexanol in the epoxidation reaction and because the latter connection is valuable.

Es wurde gefunden, daß bei Verwendung des rohen Oxydationsprodukts nach dem Trocknen bei der Epoxydierung von Olefinen wie Octen-1 und Octen-2 überraschend gute Ergebnisse erhalten wurden. Die Gegenwart von Cyclohexanol in dem Oxydationsprodukt brachte somit nicht nur keine nachteiligen Wirkungen für die Reaktion mit sich, sondern ergab sogar eine vollkommen überraschende Verbesserung.It has been found that when the crude oxidation product is used after drying in the epoxidation of olefins such as octene-1 and octene-2 get surprisingly good results became. The presence of cyclohexanol in the oxidation product thus not only did not bring about any adverse effects for the reaction with itself, but actually resulted in a completely surprising improvement.

Gemäß der Erfindung wird nun ein Verfahren zur Herstellung von Epoxyden zur Verfügung gestellt, bei welchem eine olefinische Verbindung bei Temperaturen im Bereich von 80 bis 1500C in Gegenwart eines Molybdän enthaltenden Katalysators mit einem Oxydationsprodukt in Berührung gebracht wird, welches durch die nicht-katalytische Oxydation von Cyclohexan mit molekularem Sauerstoff erhalten wird. Als weitere Ausbildung und Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusammen mit dem Oxydationsprodukt während der Epoxydierungsreaktion ein tertiärer Alkohol wie tertiärer Butylalkohol verwendet.According to the invention, a method for the preparation of epoxides is now provided wherein an olefinic compound, at temperatures ranging from 80 to 150 0 C in the presence of a molybdenum-containing catalyst is contacted with an oxidation product into contact, represented by the non-catalytic Oxidation of cyclohexane with molecular oxygen is obtained. As a further development and improvement of the process according to the invention, a tertiary alcohol such as tertiary butyl alcohol is used together with the oxidation product during the epoxidation reaction.

Das Verfahren der Erfindung ist auf alle Verbindungen anwendbar, die eine oder mehrere olefinische Doppelbindungen enthalten. Somit können nach dem Verfahren der Erfindung alle beliebigen Olefine epoxydiert werden, deren Epoxydierung mit einem Molybdän enthaltenden Katalysator und einem organischen Hydroperoxyd als Oxydationsmittel bislang beschrieben worden ist. Die olefinischen Verbindungen können OC-Olefine (terminale Olefine) oder innere Olefine sein» die sowohl verzweigt als auch geradkettig sein können, sowie cycloaliphatische Olefine. Es können auch Mono-, Di- undThe process of the invention is applicable to all compounds which contain one or more olefinic double bonds. Thus, any olefins can be epoxidized by the process of the invention, their epoxidation with a molybdenum-containing catalyst and an organic hydroperoxide as oxidizing agent previously described has been. The olefinic compounds can be OC-olefins (terminal olefins) or internal olefins can be both branched and straight-chain, as well as cycloaliphatic olefins. It can also be mono, di and

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Polyolefine epoxydiert werden, sowie die substituierten Verbindungen wie Allylalkohol, Methallylalkohol, Allylchlorid, ungesättigte langkettige Alkohole und dergl.Polyolefins are epoxidized, as well as the substituted compounds such as allyl alcohol, methallyl alcohol, allyl chloride, unsaturated long-chain alcohols and the like.

Die verwendbaren Molybdänkatalysatoren sind Molybdänverbindungen, wie sie in der Patentliteratur beschrieben werden, beispielsweise in den US-Patentschriften 3 434 975, 3 453 218 und 3 480 563. Im allgemeinen hat sich ergeben, daß alle beliebigen Molybdänverbindungen, und zwar sowohl anorganische als auch organische Verbindungen als Katalysatoren bei diesem Verfahren eingesetzt werden können.The molybdenum catalysts that can be used are molybdenum compounds as described in the patent literature, for example in U.S. Patents 3,434,975, 3,453,218 and 3,480,563. In general, it has been found that any molybdenum compounds, both inorganic and organic compounds as catalysts can be used in this process.

Das rohe Cyclohexanoxydat ist dasjenige, das durch nichtkatalytische Oxydation von Cyclohexan mit molekularem Sauerstoff erhalten wird, d.h. die Oxydation wird praktisch in Abwesenheit von Metallionen durchgeführt, welche - wenn sie vorhanden wären - die Zersetzung des Cyclohexanoxydationsprodukts bewirken würden. Das Oxydationsprodukt kann nach den bekannten, beschriebenen Verfahren hergestellt werden, bei denen ungefähr eine Selektivität von 50 Mol-$ zu dem Hydroperoxyd erhalten wird, indem mit einem niedrigen Umwandlungsgrad, d.h. 1,5 bis 2$, und bei einer entsprechend niedrigen Umwandlungsgeschwindigkeit gearbeitet wird. Das Oxydationsgemisch wird vorzugsweise nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt, bei welchem die Oxydation mit molekularem Sauerstoff in Gegenwart eines tertiären Alkohols wie tertiärem Butylalkohol in einer Menge von beispielsweise 10 Gew.%, bezogen auf das zugegebene Oyclohexan, und in Gegenwart eines tertiären Hydroperoxyds wie tertiäres Butylhydroperoxyd in einer relativ geringen Menge, beispielsweise einem Molverhältnis von Hydroperoxyd zu Cyclohexan von etwa 0,1:1, durchgeführt wird. Im allgemeinen bewegt sich in dem Oxydationsprodukt die Menge des Cyclohexylhydroperoxyds von etwa 45 Mol-# bis etwa 80 Mol-#, wobei der Rest im allgemeinen relativ gleichmäßig aus nichtumgesetzten Cyclohexan, Cyclohexanol und Cyclohexanon zusammen mit einem Rückstand ausThe crude cyclohexane oxidate is that produced by non-catalytic Oxidation of cyclohexane with molecular oxygen is obtained, i.e. the oxidation is practically in In the absence of metal ions, which - if they were present - cause the decomposition of the cyclohexane oxidation product would cause. The oxidation product can be prepared according to the known, described processes, in which approximately a selectivity of 50 mol $ to the hydroperoxide is obtained by having a low degree of conversion, i.e. $ 1.5 to $ 2, and operate at a correspondingly low conversion rate. The oxidation mixture is preferably prepared by the method described above, in which the oxidation with molecular Oxygen in the presence of a tertiary alcohol such as tertiary butyl alcohol in an amount of, for example 10% by weight, based on the added cyclohexane, and in the presence of a tertiary hydroperoxide such as tertiary butyl hydroperoxide in a relatively small amount, for example a molar ratio of hydroperoxide to cyclohexane of about 0.1: 1. In general, the amount of cyclohexyl hydroperoxide in the oxidation product ranges from about 45 mole # to about 80 mole # with the remainder generally relatively uniformly composed of unreacted cyclohexane, cyclohexanol and cyclohexanone together with a residue

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sauren Verbindungen, Wasser und dergl. besteht. Weiterhin können, wenn tertiärer Butylalkohol und tertiäres Butylhydroperoxyd in der Oxydationsstufe verwendet worden sind, diese Stoffe in dem Oxydationsprodukt belassen werden, da sie die Verwendung des Oxydationsprodukts als Oxydationsmittel bei der Epoxydierung nicht nachteilig beeinflussen. Das tertiäre Butylhydroperoxyd fungiert naturgemäß selbst als Oxydationsmittel und sogar in den sehr geringen vorhanden Mengen.acidic compounds, water and the like. Consists. Farther can if tertiary butyl alcohol and tertiary butyl hydroperoxide have been used in the oxidation stage, these substances are left in the oxidation product, since they the Do not adversely affect the use of the oxidation product as an oxidizing agent during epoxidation. The tertiary Butyl hydroperoxide itself functions naturally as an oxidizing agent and even in very small amounts.

Der Epoxydierungsprodeß wird bei Temperaturen im Bereich von etwa 80 bis 1500C und bei Drücken durchgsführt, die lediglich ausreichend sind, um die Reaktionsteilnehmer in der flüssigen Phase bei den entsprechenden Reaktionstemperaturen zu halten. Die Drücke können sich bis zu 70,3 atü (1000 psig) erstrecken. Wenn z.B. Propylen als Olefin epoxydiert werden soll, dann beträgt der bevorzugte Temperaturbereich etwa 90 bis HO0C, wobei sich die Drücke von etwa 35,2 bis 56,2 atü (500 bis 800 psig) erstrecken. Im allgemeinen sind Katalysatorkonzentrationen zwischen 20 und lOCXTppm Molybdän, bezogen auf das Gewicht der olefinfreien Flüssigkeit in der Reaktion, geeignet, um die Reaktion durchzuführen, wobei Konzentrationen im Bereich von 50 bis 800 ppm Molybdän (Gew.), bezogen auf das Gewicht der olefinfreien Flüssigkeit, bevorzugt werden. Obgleich für die Epoxydierungsreaktion stöchiometrisch 1 Mol Olefin je 1 Mol Hydroperoxyd sind, wird es bevorzugt, mit einem Überschuß an dem Olefin zu arbeiten, um eine hohe Umwandlung des Hydroperoxyds zu gewährleisten. Im allgemeinen können sich die Molverhältnisse von Olefin zu Hydroperoxyd von 1:1 bis 10:1 oder höher erstrecken, wobei Molverhältnisse von etwa 1,5:1 bis 7:1 bevorzugt werden.The Epoxydierungsprodeß is durchgsführt at temperatures in the range of about 80 to 150 0 C and at pressures that are only sufficient to maintain the reactants in the liquid phase at the respective reaction temperatures. Pressures can range up to 70.3 atmospheres (1000 psig). For example, if propylene is to be epoxidized as an olefin, the preferred temperature range is about 90 to HO 0 C, with pressures extending from about 35.2 to 56.2 atmospheres (500 to 800 psig). In general, catalyst concentrations between 20 and 10X ppm molybdenum, based on the weight of the olefin-free liquid in the reaction, are suitable for carrying out the reaction, with concentrations ranging from 50 to 800 ppm molybdenum (wt.), Based on the weight of the olefin-free liquid , to be favoured. Although 1 mole of olefin per 1 mole of hydroperoxide is stoichiometrically for the epoxidation reaction, it is preferred to work with an excess of the olefin in order to ensure a high conversion of the hydroperoxide. In general, the molar ratios of olefin to hydroperoxide can range from 1: 1 to 10: 1 or higher, with molar ratios of about 1.5: 1 to 7: 1 being preferred.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein tertiärer Alkohol zu dem Reaktionsgemisch, z.B. bei der Epoxydierung von CX -Olefinen, zugesetzt wird, insbesondere bei solchen, die 3 bis 20 Kohlenstoffatome im Molekül besitzen, liegt das Molverhältnis Alkohol zu .Hydroperoxyd vorzugsweise im Be-In one embodiment of the invention in which a tertiary Alcohol is added to the reaction mixture, e.g. in the epoxidation of CX -olefins, especially in those which have 3 to 20 carbon atoms in the molecule, the molar ratio of alcohol to .Hydroperoxide is preferably in the

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reich von 1:1 bis 6:1, wobei Molverhältnisse von 1:1 bis 3:1 stärker bevorzugt werden. Am meisten wird als tertiärer Alkohol tertiärer Butylalkohol bevorzugt.ranging from 1: 1 to 6: 1, with molar ratios from 1: 1 to 3: 1 are more preferred. Most preferred as the tertiary alcohol is tertiary butyl alcohol.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. In allen Beispielen wurde als Katalysator Molybdänhexacarbonyl verwendet, da diese Verbindung leicht verfügbar ist und da es erwünscht war, Vergleiche anzustellen, die so eng wie möglich miteinander verwandt waren. Naturgemäß kann als Molybdänkatalysator jede beliebige Verbindung verwendet werden, die für bekannte Epoxydierungsverfahren bekannt ist.The invention is illustrated in the examples. Molybdenum hexacarbonyl was used as the catalyst in all examples because this compound is readily available and because it was desirable to make comparisons that were as closely related as possible. Naturally, any compound known for known epoxidation processes can be used as the molybdenum catalyst.

Beispiel 1example 1

Eine Probe aus 47 Gew.% Cyclohexylhydroperoxyd, 18 Gew.% Cyclohexanol, 16 Gew.$ Cyclohexanon und 19 Gew.$ Cyclohexan wurde über Nacht über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und für die Epoxydierungsreaktion verwendet. Die Versuche wurden durchgeführt, indem 5 ml einer Lösung, hergestellt aus 10 g der 47$igen Cyclohexylhydroperoxydlösung, 15 g Octen-1 · oder Octen-2 und 0,02 g Mo(CO)g in einem abgeschlossenen Eohr die in !Tabelle I gezeigten Zeiten auf 900C erhitzt wurden.A sample of 47% by weight cyclohexyl hydroperoxide, 18% by weight cyclohexanol, 16% by weight cyclohexanone and 19% by weight cyclohexane was dried overnight over anhydrous magnesium sulfate and used for the epoxidation reaction. The tests were carried out by placing 5 ml of a solution prepared from 10 g of the 47% cyclohexyl hydroperoxide solution, 15 g of 1-octene or 2-octene and 0.02 g of Mo (CO) g in a closed tube as shown in Table I times shown were heated to 90 0 C.

OlefinOlefin Tabelle ITable I. Umwandlung ^ '
Gew. #
Conversion ^ '
Weight #
(2)
Epoxydausbeutev J
Gew.$
(2)
Epoxy yield v J
Weight $
Versuch
Nr.
attempt
No.
Octen-1Octene-1 Zeit
Min.
Time
Min.
6565 5959
11 Octen-1Octene-1 3030th 8888 5858 22 Octen-2Octene-2 6060 100100 9191 33 Octen-2Octene-2 3030th 100100 9191 44th 6060

Fußnoten:Footnotes:

(1) In Gew.^ ausgedruckte Umwandlung des Hydroperoxyds, bezogen auf die zugegebene Menge.(1) Conversion of the hydroperoxide expressed in wt on the amount added.

(2) Bezogen auf das umgewandelte Hydroperoxyd.(2) Based on the converted hydroperoxide.

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Die Ergebnisse in Tabelle I zeigen bei Octen-1 eine 58$ige 1,2-Epoxyoctan-Ausbeute bei einer 65#igen und 88$igen Umwandlung. Bei dem aktiveren Olefin Octen-2 ist jedoch die 2,3-Epoxyoctan-Ausbeute 91$ bei einer 100#igen Umwandlung des Hydroperoxyds. The results in Table I show a 58% for octene-1 1,2-epoxy octane yield at 65 and 88 conversions. For the more active olefin, octene-2, however, the 2,3-epoxyoctane yield is $ 91 for a 100 # conversion of hydroperoxide.

Beispiel 2Example 2

Um eine Verbesserung der Umwandlung und der Ausbeute des %-oxyds aus dem CX-Olefin zu versuchen, wurden zu dem Epoxydierungsgemisch ein tertiärer Alkohol hinzugesetzt. Die Versuche wurden identischerweise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Bei der Zugabe von 2 Mol tertiärem Butylalkohol für jedes Mol Gyclohexylhydroperoxyd stieg die Ausbeute auf 83$ bei einer 91%igen Umwandlung an, wie es in Tabelle II gezeigt wird.To improve the conversion and the yield of the% oxide Trying to get out of the CX olefin became the epoxidation mixture a tertiary alcohol added. The tests were carried out identically as in Example 1. at the addition of 2 moles of tertiary butyl alcohol for every mole of cyclohexyl hydroperoxide increased the yield to $ 83 at one 91% conversion as shown in Table II.

OlefinOlefin TabelleTabel IIII UmwandConversion Epoxydaus-Epoxy coating Versuchattempt AdditivAdditive ZeitTime lung ζ 1 ^lung ζ 1 ^ beute /pN
Gew.V '
booty / pN
Weight V '
Nr.No. Octen-1Octene-1 Min.Min. 9191 8080 55 Octen-1Octene-1 t-Butylalkoholt-butyl alcohol 6060 9595 7575 66th Octen-1Octene-1 t-Butylalkoholt-butyl alcohol 9090 7979 8484 77th Octen-1Octene-1 t-Butylalkoholt-butyl alcohol 6060 9191 8383 88th Octen-1Octene-1 t-Butylalkoholt-butyl alcohol 9090 9191 7575 99 Octen-1Octene-1 CyclohexanolCyclohexanol 3030th 9696 7171 1010 CyclohexanolCyclohexanol 6060

Fußnoten:Footnotes:

(1) Gew.$> Umwandlung des Hydroperoxyds, bezogen auf die zugegebene Menge.(1) Weight > conversion of the hydroperoxide, based on the amount added.

(2) Bezogen auf das umgewandelte Hydroperoxyd.(2) Based on the converted hydroperoxide.

Versuche 5 und 6: 0,03 g Mo(CO)6 wurden anstelle von 0,02 gExperiments 5 and 6: 0.03 g Mo (CO) 6 was used instead of 0.02 g

verwendet.used.

Versuche 7 und 8: 6 Mol tertiärer Butylalkohol je Mol Hydroperoxyd Experiments 7 and 8: 6 moles of tertiary butyl alcohol per mole of hydroperoxide

Versuche 9 u. 10: 2 Mol Cyclohexanol je Mol Hydroperoxyd.Experiments 9 and 10: 2 moles of cyclohexanol per mole of hydroperoxide.

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Die größeren Mengen des tertiären Alkohols in Versuchen 7 und 8 ergeben geringfügig höhere Ausbeuten, doch wird die Reaktionsgeschwindigkeit erheblich verlangsamt, so daß es einen 50% längeren Zeitraum erfordert, um die gleiche Umwandlung zu erzielen, wobei die Ausbeute aber nur um 3% gesteigert wird.The larger amounts of the tertiary alcohol in Runs 7 and 8 give slightly higher yields, but the rate of the reaction will be is slowed down considerably, so it requires a 50% longer period of time to do the same conversion achieve, but the yield is only increased by 3%.

Die Werte zeigen auch, daß das Vorliegen von Cyclohexanol vorteilhaft ist, da weitere Mengen dieses Alkohols wie bei Versuch 9 und 10 zugesetzt werden, Verbesserungen der Umwandlung von 88 Gew.% auf 96 Gew.% und der Ausbeute von 58 Gew.% auf 71 Gew.% mit sich brachten. Somit kann gewünsentenfalls das nicht umgesetzte Cyclohexylhydroperoxyd und Cyclohexanol zusammen mit den anderen Nebenprodukten und dem Katalysator nach der Abtrennung des Olefinepoxyds in die ^eaktionsζone zusammen mit frischem Cyclohexanoxydationsprodukt zurückgeführt werden, um mit weiterem Olefin in Berührung zu kommen.The data also show that the presence of cyclohexanol is beneficial is, as more amounts of this alcohol are added as in Runs 9 and 10, improvements in conversion from 88% by weight to 96% by weight and the yield of 58% by weight 71% by weight brought with it. Thus, if desired, that can unreacted cyclohexyl hydroperoxide and cyclohexanol along with the other by-products and the catalyst after the separation of the olefin epoxide in the ^ eaktionsζone together be recycled with fresh cyclohexane oxidation product in order to come into contact with further olefin.

Beispiel 3Example 3

Diese Versuche wurden unter Verwendung einer Probe des Oxydationsprodukts durchgeführt, die 52,5% Cyclohexylhydroperoxyd, 19,5$ Cyclohexan, 17,9% Cyclohexanol und Cyclohexanon, 7,3% Methanol und 3% Wasser enthielt. Diese Probe wurde vor dem Gebrauch über wasserfreiem MgSO. getrocknet. Die Versuche wurden durchgeführt, indem eine Lösung von verschiedenen Mengen von verflüssigtem Propylen, 50 g des trockenen Cyclohexylhydroperoxyd-Oxydationsprodukts, verschiedenen Mengen von tertiärem -ßutylalkohol und verschiedenen Mengen von Mo (CO)g-Katalysator in einen 500 ml-Autoklaven, der magnetisch gerührt wurde, bei verschiedenen Temperaturen und Zeiten erhitzt wurden. Der Reaktor wurde auf -Raumtemperatur nach jedem Versuch abgekühlt. Die gasförmigen Produkte wurden in einer Srockeneis-Aceton-Falle gesammelt. Die Flüssigkeiten wurden in einer Jiis-vvasser-^ühlfalle gesammelt. Die Produkte wurden nach der Standard-jodometrischen Titration hinsichtlich des Hydroperoxyds analysiert. Das Epoxyd wurde durch gaschromatographische Analyse bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in .Tabelle III zusammengestellt»These experiments were carried out using a sample of the oxidation product carried out, the 52.5% cyclohexyl hydroperoxide, 19.5 $ cyclohexane, 17.9% cyclohexanol and cyclohexanone, 7.3% Methanol and 3% water. This sample was before the Use over anhydrous MgSO. dried. The experiments were carried out by using a solution of various amounts of liquefied propylene, 50 g of the dry cyclohexyl hydroperoxide oxidation product, different amounts of tertiary butyl alcohol and different amounts of Mo (CO) g catalyst heated in a 500 ml autoclave that was magnetically stirred at various temperatures and times became. The reactor was cooled to room temperature after each experiment. The gaseous products were in a Dry ice acetone trap collected. The liquids were in collected in a water trap. The products were after standard iodometric titration for hydroperoxide analyzed. The epoxy was determined by gas chromatography Analysis determined. The results obtained are summarized in .Table III »

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Tabelle IIITable III

Versuch Additiv, gAttempt additive, g

Propylen Mo(CO)g Temp., 0 Zeit Umwandlung Epoxydausml . g Min. Gew.%(i) beute,Gew.% (2)Propylene Mo (CO) g Temp., 0 time Conversion Epoxy Ausml. g Min. wt.% (i) booty, wt. % (2)

11 M 15 H 1511 M 15 H 15

t-Butylalkohol,t-butyl alcohol,

t-Butylalkohol,t-butyl alcohol,

Isopropanol,Isopropanol,

t-Butylalkohol,t-butyl alcohol,

t-Butylalkohol,t-butyl alcohol,

100 100 100 100 200100 100 100 100 200

0,20 120-125 500.20 120-125 50

0,20 110-116 500.20 110-116 50

0,15 110-116 500.15 110-116 50

0,08 100-105 500.08 100-105 50

0,10 100-105 600.10 100-105 60

100100

100100

100100

7878

8888

FußnotenίFootnotesί

(1) In Gew.% ausgedrückte Umwandlung des Hydroperoxyds, bezogen auf die zugegebene Menge.(1) Conversion of the hydroperoxide expressed in% by weight, based on the amount added.

(2) Bezogen auf das umgewandelte Hydroperoxyd(2) Based on the converted hydroperoxide

Es wird ersichtlich, daß bei einem großen Propylenüberschuß bei milden Bedingungen und einer Stunde die beste Kombination von Umwandlung und Ausbeute erhalten wird.It can be seen that with a large excess of propylene the best combination of conversion and yield is obtained under mild conditions and one hour.

Beispiel 4Example 4

Es wurden weitere Versuche mit einer Probe durchgeführt, die 18,5$ Gyclohexylhydroperoxyd, 10$ Cyclohexanon, 12,5$ Cyclohexanol, 47,2$ Cyclohexan, 2,7$ Säuren (als Adipinsäure) und 0,7$ Wasser enthielt, wobei der fiest nicht identifiziert war. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt. Bei diesem Versuch wurde bei einer Temperatur von 1000C und einer Reaktionszeit von einer Stunde gearbeitet.Further tests were carried out with a sample containing 18.5 $ cyclohexyl hydroperoxide, 10 $ cyclohexanone, 12.5 $ cyclohexanol, 47.2 $ cyclohexane, 2.7 $ acids (as adipic acid) and 0.7 $ water, with the fiest was not identified. The results obtained are shown in Table IV. This experiment was carried out at a temperature of 100 ° C. and a reaction time of one hour.

0/11200/1120

Tabelle IVTable IV

Versuch
Nr.
attempt
No.
Cyclohexyl-
hydroperoxyd-
oxydationsprod.
Cyclohexyl
hydroperoxide
oxidation prod.
Fußnoten:Footnotes: Propylen
ml
Propylene
ml
Additiv, gAdditive, g 5050 Mo(CO)6 Mo (CO) 6 Umwandlungconversion Epoxydausbeute
Gew.% (2)
Epoxy yield
% By weight (2)
1616 100100 200200 t-Butylalkohol,t-butyl alcohol, 5050 0,080.08 100100 8484 1717th 100100 200200 Cyclohexan,Cyclohexane, 0,080.08 100100 5454 1818th 100100 300300 0,060.06 100100 6060 1919th 125125 200200 0,080.08 100100 6666 NJ
O
CD
CD
NJ
O
CD
CD

(1) In Gew.^ ausgedrückte Umwandlung des Hydroperoxyds, bezogen
auf die zugegebene Menge.
(1) Conversion of the hydroperoxide expressed in wt
on the amount added.

(2) Bezogen auf das umgewandelte Hydroperoxyd(2) Based on the converted hydroperoxide

* Die Probe des Oxydationsprodukts wurde mit einer Ha2CO,-Losung
und mit Wasser gewaschen, um die Säuren zu eliminieren.
* The sample of the oxidation product was treated with a Ha 2 CO, solution
and washed with water to eliminate the acids.

Die Werte der einzelnen Beispiele zeigen folgendes: (1) daß weder Cyclohexanol noch Cyclohexanon die Epoxydierungsreaktion ■behindern, (2) daß geringe Mengen von Säuren die Epoxydausbeute nicht zu einem großen Ausmaß beeinflussen zu scheinen,The values of the individual examples show the following: (1) that neither cyclohexanol nor cyclohexanone hinder the epoxidation reaction, (2) that small amounts of acids reduce the epoxy yield does not seem to affect to a great extent

(3) daß die Zugabe eines tertiären Alkohols, insbesondere von t-Butylalkohol eine Verbesserung der Ausbeuten mit sich bringt,(3) that the addition of a tertiary alcohol, in particular t-butyl alcohol, improves the yields,

(4) daß ein Überschuß an Propylen in Abwesenheit von t-Butylalkohol die Ausbeute nicht verbessert, und daß (5) das Cyclohexanoxydationsprodukt einen Hydroperoxydgehalt haben kann, der so niedrig wie 15 Gew.^ ist und daß es erfolgreich verwendet werden kann, wobei Oxydationsprodukte mit 50$ oder mehr gleichfalls zufriedenstellend sind.(4) that an excess of propylene in the absence of t-butyl alcohol does not improve the yield and that (5) the cyclohexane oxidation product can have a hydroperoxide content as low as 15% by weight and that it can be used successfully can be, taking oxidation products with $ 50 or more are also satisfactory.

Es wurde fernerhin gefunden, daß geringe'Wassermengen und Säuremengen toleriert werden können, daß aber bessere Ergebnisse erhalten werden, wenn man bei neutralen, wasserfreien Bedingungen arbeitet.It was also found that low 'amounts of water and Amounts of acid can be tolerated, but better results are obtained if one uses neutral, anhydrous Conditions works.

209840/ 1120209840/1120

Claims (9)

PatentansprücheClaims Verfahren zur Herstellung von Epoxyden, bei welchem olefinische Verbindung "bei Temperaturen im Bereich von 80 bis 1500C in Gegenwart eines Molybdän enthaltenden Katalysators mit einem Cyclohexanoxydationsprodukt in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als Cyclohexanoxydationsprodukt das Oxydationsprodukt verwendet, das durch nicht-katalytische Oxydation von Cyclohexan mit molekularem Sauerstoff erhalten wird.A process for the preparation of epoxides in which olefinic compound "is placed at temperatures ranging from 80 to 150 0 C in the presence of a molybdenum-containing catalyst with a Cyclohexanoxydationsprodukt in contact, characterized in that there is used as Cyclohexanoxydationsprodukt the oxidation product obtained by non- catalytic oxidation of cyclohexane with molecular oxygen is obtained. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxydationsprodukt Cyclohexylhydroperoxyd, Cyclohexanon, Cyclohexanol, nicht-umgewandeltes Cyclohexan und geringere Mengen anderer Oxydationsprodukte umfaßt.2. The method according to claim 1, characterized in that the oxidation product comprises cyclohexyl hydroperoxide, cyclohexanone, cyclohexanol, unconverted cyclohexane and smaller amounts of other oxidation products. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclohexylhydroperoxyd in Mengen von mindestens 15 Gew.^S, bezogen auf das Gewicht des Oxydationsprodukts vorhanden ist.3. The method according to claim 2, characterized in that the cyclohexyl hydroperoxide is present in amounts of at least 15 wt. ^ S, based on the weight of the oxidation product. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die olefinische Verbindung ein CX -Olefin mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und daß man die upoxydierung in Gegenwart eines tertiären Alkohols vornimmt.4. The method according to claim 1, characterized in that the olefinic compound is a CX -olefin having 3 to 20 carbon atoms and that the upoxidation is carried out in the presence of a tertiary alcohol. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das CX-Olefin Propylen oder Octen-1 und daß der tertiäre Alkohol tertiärer -Butylalkohol ist.5. The method according to claim 4, characterized in that the CX-olefin is propylene or octene-1 and that the tertiary alcohol is tertiary butyl alcohol. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die olefinische Verbindung Propylen ist und daß man die Epoxydierungsreaktion in Gegenwart von zugesetztem Cyclohexanol vornimmt.6. The method according to claim 1, characterized in that the olefinic compound is propylene and that the epoxidation reaction is carried out in the presence of added cyclohexanol. 209840/1120209840/1120 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zugesetzte Cyclohexanol aus den Reaktionsprodukten der Epoxydierungsreaktion,aus welcher das Epoxydierungsprodukt abgetrennt worden ist, erhalten wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the added cyclohexanol is obtained from the reaction products of the epoxidation reaction from which the epoxidation product has been separated off. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclohexanoxydationsprodukt durch nicht-katalytische Oxydation von Cyclohexan mit molekularem Sauerstoff in Gegenwart eines tertiären Alkohols und eines tertiären Hydroperoxyds erhalten wird.8. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the cyclohexane oxidation product is obtained by non-catalytic oxidation of cyclohexane with molecular oxygen in the presence of a tertiary alcohol and a tertiary hydroperoxide. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der tertiäre Alkohol tertiärer 3utylalkohol und daß das tertiäre Hydroperoxyd tertiäres Butylhydroperoxyd ist.9. The method according to claim 8, characterized in that the tertiary alcohol is tertiary 3utyl alcohol and that the tertiary hydroperoxide is tertiary butyl hydroperoxide. 209840/1120209840/1120
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