JP2002507607A - オキシランの製造方法 - Google Patents
オキシランの製造方法Info
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- JP2002507607A JP2002507607A JP2000537865A JP2000537865A JP2002507607A JP 2002507607 A JP2002507607 A JP 2002507607A JP 2000537865 A JP2000537865 A JP 2000537865A JP 2000537865 A JP2000537865 A JP 2000537865A JP 2002507607 A JP2002507607 A JP 2002507607A
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D301/00—Preparation of oxiranes
- C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
- C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
- C07D301/12—Synthesis 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
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/89—Silicates, aluminosilicates or borosilicates of titanium, zirconium or hafnium
-
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- C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
- C07D303/04—Compounds containing oxirane rings containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring oxygen atoms
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、ゼオライトをベースにした触媒の存在下、及び溶媒の存在下でオレフィンを過酸化物と反応させることによってオキシランを製造する方法に関し、その方法においてオレフィン、過酸化物、触媒、生成されたオキシラン及び溶媒を含む反応媒体のpHを4.8から6.5の範囲とする。
Description
【0001】 本発明は、ゼオライトをベースにした触媒の存在下でのオレフィンと過酸化物
との間の反応により、エポキシドを製造する方法に関する。本発明はより詳しく
は、プロピレンと過酸化水素との反応により1,2-エポキシプロパン(又はプロピ
レンオキシド)を製造する方法に関する。 例えば特許出願EP 0 230 949に記載されているようなTS−1型の触媒の存在
下で、過酸化水素を使用したプロピレンのエポキシ化によりプロピレンオキシド
を製造することが知られている。この公知の方法は、ある条件下では過度に低い
選択率及び/又は過酸化水素の変換度をもたらすという欠点を有する。
との間の反応により、エポキシドを製造する方法に関する。本発明はより詳しく
は、プロピレンと過酸化水素との反応により1,2-エポキシプロパン(又はプロピ
レンオキシド)を製造する方法に関する。 例えば特許出願EP 0 230 949に記載されているようなTS−1型の触媒の存在
下で、過酸化水素を使用したプロピレンのエポキシ化によりプロピレンオキシド
を製造することが知られている。この公知の方法は、ある条件下では過度に低い
選択率及び/又は過酸化水素の変換度をもたらすという欠点を有する。
【0002】 本発明は、高度な選択率及び/又は高度な変換度のエポキシドの製造方法を提
供することによって、この欠点を克服することに向けられている。 本発明は結果として、ゼオライトをベースにした触媒及び溶媒の存在下で、オ
レフィンと過酸化物との間の反応によりエポキシドを製造する方法に関し、そこ
において、オレフィン、過酸化物、触媒、生成したエポキシド及び溶媒を含む反
応媒体のpHが4.8〜6.5である。
供することによって、この欠点を克服することに向けられている。 本発明は結果として、ゼオライトをベースにした触媒及び溶媒の存在下で、オ
レフィンと過酸化物との間の反応によりエポキシドを製造する方法に関し、そこ
において、オレフィン、過酸化物、触媒、生成したエポキシド及び溶媒を含む反
応媒体のpHが4.8〜6.5である。
【0003】 本発明の必須の特徴の1つは、このpHにある。この理由は、触媒の酸性度が
、選択率と過酸化物の変換度との間の良好な歩み寄りを得るのに、重要な役割を
果たすことが観察されたからである。一般に、酸性が高すぎると乏しい結果がも
たらされる。しかしながら、触媒の酸性度は該触媒自身のレベルで制御すること
が困難であって、なぜなら酸性度に影響する生成物、すなわちエポキシ化の間に
生成する副生成物、及び触媒と溶媒のリサイクルによって運ばれる酸、及び未変
換のオレフィンにより運ばれる酸が、簡単に表面に吸着するからである。加えて
、これらの生成物は、触媒の再生の間に除去するのが容易ではない。触媒の酸性
度の問題が、エポキシ化反応媒体のpHを少なくとも4.8に、好ましくは少な
くとも5に維持することによって解決できることを見出した。pHは6.5を超
えるべきではなく、好ましくは6を超えるべきではない。これによって、選択率
と過酸化物の変換度の間の良好な歩み寄りを得ることを可能にする。良好な結果
は、反応媒体のpHが4.8〜6.5、好ましくは5〜6に維持されたときに得
られる。
、選択率と過酸化物の変換度との間の良好な歩み寄りを得るのに、重要な役割を
果たすことが観察されたからである。一般に、酸性が高すぎると乏しい結果がも
たらされる。しかしながら、触媒の酸性度は該触媒自身のレベルで制御すること
が困難であって、なぜなら酸性度に影響する生成物、すなわちエポキシ化の間に
生成する副生成物、及び触媒と溶媒のリサイクルによって運ばれる酸、及び未変
換のオレフィンにより運ばれる酸が、簡単に表面に吸着するからである。加えて
、これらの生成物は、触媒の再生の間に除去するのが容易ではない。触媒の酸性
度の問題が、エポキシ化反応媒体のpHを少なくとも4.8に、好ましくは少な
くとも5に維持することによって解決できることを見出した。pHは6.5を超
えるべきではなく、好ましくは6を超えるべきではない。これによって、選択率
と過酸化物の変換度の間の良好な歩み寄りを得ることを可能にする。良好な結果
は、反応媒体のpHが4.8〜6.5、好ましくは5〜6に維持されたときに得
られる。
【0004】 本発明の方法では、該反応媒体のpHが塩基の添加によって制御され得る。こ
の塩基は水溶性塩基から選択することができる。これらは強塩基であり得る。強
塩基の具体例として、NaOH、KOH又は一般式 NR4 +OH- (R=アルキル)の4級アンモ
ニウム水酸化物を挙げることができる。それらはまた、弱塩基でもよい。該弱塩
基は無機であり得る。弱無機塩基の具体例として、NH4OH、Na2CO3、NaHCO3、Na2 HPO4、K2CO3、Li2CO3、KHCO3、LiHCO3及び K2HPO4が挙げられる。弱塩基はまた 有機であってもよい。適した弱有機塩基は、好ましくは炭素原子を1〜10個含
むカルボン酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩である。弱塩基は良好な結
果を与える。弱有機塩基が好ましい。酢酸ナトリウムが特に好ましい。
の塩基は水溶性塩基から選択することができる。これらは強塩基であり得る。強
塩基の具体例として、NaOH、KOH又は一般式 NR4 +OH- (R=アルキル)の4級アンモ
ニウム水酸化物を挙げることができる。それらはまた、弱塩基でもよい。該弱塩
基は無機であり得る。弱無機塩基の具体例として、NH4OH、Na2CO3、NaHCO3、Na2 HPO4、K2CO3、Li2CO3、KHCO3、LiHCO3及び K2HPO4が挙げられる。弱塩基はまた 有機であってもよい。適した弱有機塩基は、好ましくは炭素原子を1〜10個含
むカルボン酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩である。弱塩基は良好な結
果を与える。弱有機塩基が好ましい。酢酸ナトリウムが特に好ましい。
【0005】 本発明の方法に使用することができる過酸化物は、エポキシ化を行うことがで
きる活性酸素を含む過酸化物である。過酸化水素、及びエポキシ化の反応条件下
で過酸化水素を生成することができる過酸化物が、使用するのに好ましい。過酸
化水素が好ましい。 本発明の方法では、該過酸化物は一般的に反応媒体1kg当たり少なくとも1
モル、特に少なくとも1.5モルの量で使用される。過酸化物の量は、一般的に
反応媒体1kg当たり10モル未満で、通常は5モル以下、とりわけ3モル以下
である。 本発明の方法では、過酸化物は有利には水溶液の形態で使用される。一般に、
該水溶液は少なくとも10質量%、特に少なくとも20質量%の過酸化物を含む
。それは通常、70質量%以下の過酸化物、特に50質量%以下の過酸化物を含
む。
きる活性酸素を含む過酸化物である。過酸化水素、及びエポキシ化の反応条件下
で過酸化水素を生成することができる過酸化物が、使用するのに好ましい。過酸
化水素が好ましい。 本発明の方法では、該過酸化物は一般的に反応媒体1kg当たり少なくとも1
モル、特に少なくとも1.5モルの量で使用される。過酸化物の量は、一般的に
反応媒体1kg当たり10モル未満で、通常は5モル以下、とりわけ3モル以下
である。 本発明の方法では、過酸化物は有利には水溶液の形態で使用される。一般に、
該水溶液は少なくとも10質量%、特に少なくとも20質量%の過酸化物を含む
。それは通常、70質量%以下の過酸化物、特に50質量%以下の過酸化物を含
む。
【0006】 本発明の方法では、一般的に少なくとも0℃の温度、特に少なくとも20℃の
温度で、触媒と溶媒の存在下でオレフィンが過酸化物と反応する。温度は一般的
に150℃未満で、それは通常は70℃以下、特には40℃以下である。 本発明の方法では、オレフィンと過酸化物との間の反応は大気圧で実施するこ
とができる。それは加圧下でも実施できる。一般的に、この圧力は40バールを
超えない。20バールの圧力が実際に好適である。
温度で、触媒と溶媒の存在下でオレフィンが過酸化物と反応する。温度は一般的
に150℃未満で、それは通常は70℃以下、特には40℃以下である。 本発明の方法では、オレフィンと過酸化物との間の反応は大気圧で実施するこ
とができる。それは加圧下でも実施できる。一般的に、この圧力は40バールを
超えない。20バールの圧力が実際に好適である。
【0007】 本発明の方法で使用する触媒はゼオライト、すなわち細孔結晶性構造を有する
シリカを含む固体を含有する。該ゼオライトは有利にはアルミニウムを含まない
。それは好ましくはチタンを含む。 本発明の方法で使用できるゼオライトは、ZSM-5、ZSM-11、MCM-41タイプの、 又はβ−ゼオライトの結晶性構造を有し得る。ZSM-5タイプのゼオライトが使用 に適している。約950〜960cm-1に赤外吸収バンドを有するものが好ましい
。 特に好ましいゼオライトはチタンシリカライトである。式 xTiO2(1-x)SiO2 ( 式中、xは0.0001〜0.5、好ましくは0.001〜0.05である)に 相当するものが良好な性能を与える。このタイプの材料は、TS−1の名称で知
られていて、ZSM-5タイプの結晶構造を有し、特に好ましい結果を与える。
シリカを含む固体を含有する。該ゼオライトは有利にはアルミニウムを含まない
。それは好ましくはチタンを含む。 本発明の方法で使用できるゼオライトは、ZSM-5、ZSM-11、MCM-41タイプの、 又はβ−ゼオライトの結晶性構造を有し得る。ZSM-5タイプのゼオライトが使用 に適している。約950〜960cm-1に赤外吸収バンドを有するものが好ましい
。 特に好ましいゼオライトはチタンシリカライトである。式 xTiO2(1-x)SiO2 ( 式中、xは0.0001〜0.5、好ましくは0.001〜0.05である)に 相当するものが良好な性能を与える。このタイプの材料は、TS−1の名称で知
られていて、ZSM-5タイプの結晶構造を有し、特に好ましい結果を与える。
【0008】 本発明の方法で調製されるエポキシドは、一般式: に相当する基を含む有機化合物である。 エポキシドは一般的に2〜20の炭素原子、好ましくは3〜10の炭素原子を
含む。本発明の方法により有利に調製できるエポキシドは1,2-エポキシプロパン
である。
含む。本発明の方法により有利に調製できるエポキシドは1,2-エポキシプロパン
である。
【0009】 本発明の方法に好適なオレフィンは、3〜10個の炭素原子を含む。プロピレ
ンが好ましい。 本発明の方法に使用される溶媒は一般的に、実質的に水混和性である。良好な
結果を与える溶媒は、炭素原子を1〜4個を含む脂肪族有機誘導体である。具体
例としてメタノールが挙げられる。
ンが好ましい。 本発明の方法に使用される溶媒は一般的に、実質的に水混和性である。良好な
結果を与える溶媒は、炭素原子を1〜4個を含む脂肪族有機誘導体である。具体
例としてメタノールが挙げられる。
【0010】 使用するオレフィンの量と過酸化物の量との間のモル比は、一般的に1以上で
、特に1.5以上である。このモル比は通常20以下であり、特に10以下であ
る。 連続試験の間に、使用するオレフィンの量と溶媒の量との間のモル比は、一般
的に0.1以上であり、好ましくは0.5以上である。このモル比は通常50以
下であり、好ましくは10以下である。 本発明の方法は連続的に実施することができる。変形として、バッチ方式で実
施することもできる。
、特に1.5以上である。このモル比は通常20以下であり、特に10以下であ
る。 連続試験の間に、使用するオレフィンの量と溶媒の量との間のモル比は、一般
的に0.1以上であり、好ましくは0.5以上である。このモル比は通常50以
下であり、好ましくは10以下である。 本発明の方法は連続的に実施することができる。変形として、バッチ方式で実
施することもできる。
【0011】
プロピレンオキシドを、触媒TS−1及びメタノールの存在下でプロピレンと
過酸化水素の反応により製造した。例1では、比較の目的で、反応媒体のpHを
4.8未満の値に維持する。本発明の方法に従った例2〜4では、反応媒体のp
Hを酢酸ナトリウムの添加により4.8〜6.5のpHで維持する。 結果を以下の表1にまとめる。試験は、温度35℃で、35質量%の過酸化水
素を含む水溶液の形態で添加された過酸化水素0.6モルに対し10モル/時間
のプロピレンの流量でバッチ方式で実施された。使用したメタノールの量は、1
4.4モル/モル H2O2 (360ml)であった。触媒は6.8gの量で使用した。
過酸化水素の反応により製造した。例1では、比較の目的で、反応媒体のpHを
4.8未満の値に維持する。本発明の方法に従った例2〜4では、反応媒体のp
Hを酢酸ナトリウムの添加により4.8〜6.5のpHで維持する。 結果を以下の表1にまとめる。試験は、温度35℃で、35質量%の過酸化水
素を含む水溶液の形態で添加された過酸化水素0.6モルに対し10モル/時間
のプロピレンの流量でバッチ方式で実施された。使用したメタノールの量は、1
4.4モル/モル H2O2 (360ml)であった。触媒は6.8gの量で使用した。
【0012】 実施例において、過酸化水素の変換速度は速度定数kで表され、それは一次で
あって、関係式:速度=kx(H2O2の濃度)に相当する。選択率は得られたエ
ポキシドの量を生成された全ての生成物の合計で割った比で表される。
あって、関係式:速度=kx(H2O2の濃度)に相当する。選択率は得られたエ
ポキシドの量を生成された全ての生成物の合計で割った比で表される。
【0013】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW
Claims (10)
- 【請求項1】 ゼオライトを含む触媒の存在下かつ溶媒の存在下でオレフィ
ンと過酸化物との反応によりエポキシドを製造する方法であって、オレフィン、
過酸化物、触媒、生成したエポキシド及び溶媒を含む反応媒体のpHが4.8〜
6.5であることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 反応媒体のpHが、5〜6である、請求項1記載の方法。
- 【請求項3】 過酸化物が反応媒体1kg当たり1〜10モル、特に1.5
〜5モルの量で使用される、請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】 過酸化物が、10〜70質量%、好ましくは20〜50質量
%の過酸化物を含む水溶液の形態で使用される、前記請求項のいずれか1項記載
の方法。 - 【請求項5】 反応が0〜150℃、通常は0〜70℃、好ましくは20〜
40℃の温度で実施される、前記請求項のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項6】 反応媒体のpHが、塩基の添加によって4.8〜6.5の区
域に維持される、前記請求項のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】 塩基が弱塩基から選択される、請求項6記載の方法。
- 【請求項8】 塩基が酢酸ナトリウムである、請求項7記載の方法。
- 【請求項9】 ゼオライトがチタンシリカライトであって、好ましくはZSM-
5型の結晶性構造を持つTS−1型のものである、前記請求項のいずれか1項記 載の方法。 - 【請求項10】 エポキシドが1,2-エポキシプロパンであり、オレフィンが
プロピレンであり、過酸化物が過酸化水素であり、及び溶媒がメタノールである
、前記請求項のいずれか1項記載の方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE9800231 | 1998-03-24 | ||
BE9800231A BE1011851A3 (fr) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | Procede de fabrication d'un oxiranne. |
PCT/EP1999/001955 WO1999048882A1 (fr) | 1998-03-24 | 1999-03-20 | Procede de fabrication d'un oxiranne |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002507607A true JP2002507607A (ja) | 2002-03-12 |
JP2002507607A5 JP2002507607A5 (ja) | 2006-05-11 |
Family
ID=3891170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000537865A Pending JP2002507607A (ja) | 1998-03-24 | 1999-03-20 | オキシランの製造方法 |
Country Status (22)
Country | Link |
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EP (1) | EP1066274B1 (ja) |
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HU (1) | HUP0102062A2 (ja) |
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SA (1) | SA99191303B1 (ja) |
SK (1) | SK14232000A3 (ja) |
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FR2810980B1 (fr) | 2000-06-28 | 2004-05-21 | Solvay | Procede de fabrication d'oxiranne en presence d'un catalyseur sous forme de particules |
FR2810982B1 (fr) | 2000-06-28 | 2002-09-27 | Solvay | Procede de fabrication d'oxiranne comprenant la separation de l'oxiranne du milieu reactionnel |
FR2810983B1 (fr) | 2000-06-28 | 2004-05-21 | Solvay | Procede de fabrication d'oxiranne au moyen d'un compose peroxyde |
FR2824558B1 (fr) * | 2001-05-14 | 2005-05-06 | Solvay | Procede de fabrication d'un oxiranne |
US6838572B2 (en) * | 2002-09-30 | 2005-01-04 | Degussa Ag | Process for the epoxidation of olefins |
US7722847B2 (en) * | 2002-09-30 | 2010-05-25 | Evonik Degussa Gmbh | Aqueous hydrogen peroxide solutions and method of making same |
EP1403259A1 (en) * | 2002-09-30 | 2004-03-31 | Degussa AG | Process for the epoxidation of olefins |
FR2846965B1 (fr) | 2002-11-12 | 2006-10-13 | Procede de fabrication de 1,2-epoxy-3-chloropropane | |
US7169945B2 (en) * | 2002-11-26 | 2007-01-30 | Degussa Ag | Process for the epoxidation of olefins |
JP5397368B2 (ja) | 2007-04-05 | 2014-01-22 | ソルヴェイ(ソシエテ アノニム) | 過酸化水素水溶液、その製造方法およびその使用 |
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SG191051A1 (en) | 2010-12-07 | 2013-07-31 | Basf Se | Process for the production of propylene oxide |
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WO2012101175A1 (en) | 2011-01-27 | 2012-08-02 | Solvay Sa | Process for the manufacture of 1,2-epoxy-3-chloropropane |
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Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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IT1283232B1 (it) * | 1996-03-12 | 1998-04-16 | Enichem Spa | Procedimento per la sintesi di 2-buten-1, 4-diesteri |
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- 1998-03-24 BE BE9800231A patent/BE1011851A3/fr not_active IP Right Cessation
-
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