JP2003286274A - Epoxidation method for olefin - Google Patents

Epoxidation method for olefin

Info

Publication number
JP2003286274A
JP2003286274A JP2002069504A JP2002069504A JP2003286274A JP 2003286274 A JP2003286274 A JP 2003286274A JP 2002069504 A JP2002069504 A JP 2002069504A JP 2002069504 A JP2002069504 A JP 2002069504A JP 2003286274 A JP2003286274 A JP 2003286274A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
olefin
reaction
carbonate
hydrogen peroxide
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.)
Pending
Application number
JP2002069504A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taketoshi Okuno
壮敏 奥野
Hideji Iwasaki
秀治 岩崎
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.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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 Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP2002069504A priority Critical patent/JP2003286274A/en
Publication of JP2003286274A publication Critical patent/JP2003286274A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Epoxy Compounds (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently and safely epoxidizing an olefin with industrial advantage. <P>SOLUTION: A hydrogen peroxide aqueous solution is added to an olefin and carbonate salt including system under pressure whereby the olefin is epoxidized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、過酸化水素と炭酸
塩を用いて加圧下にオレフィンをエポキシ化する方法に
関する。本発明により得られるエポキシ化合物は、農薬
・医薬の中間体、各種ポリマーの原料として有用であ
る。 【0002】 【従来の技術】従来、オレフィンのエポキシ化方法とし
て、(1)硫酸などの酸性触媒および硫酸ナトリウムな
どの塩類の存在下、酢酸などのカルボン酸および過酸化
水素によりエポキシ化する方法(特開平5−32015
0号公報参照)、(2)メチルレニウムトリオキサイド
を触媒として過酸化水素によりエポキシ化する方法[イ
ンオーガニック ケミストリー(Inorganic
Chemistry)、第37巻、467−472頁
(1998年)参照]、(3)タングステン酸、リン酸
および過酸化水素が溶解した水相と、脂環式オレフィン
およびオニウム塩が溶解した水不溶性溶媒相からなる不
均一系でエポキシ化する方法(特開平5−213919
号公報参照)が知られている。 【0003】しかしながら、方法(1)では、反応系で
生成する過ギ酸などの過酸は爆発性が高く、安全性に問
題があり、またエポキシ化合物が反応系内に存在するカ
ルボン酸と反応することによりエステル化合物等が生成
してしまい、目的とするエポキシ化合物の選択率が低下
する。方法(2)では、高価な貴金属触媒を使用してお
り、また加水分解反応が進行してエポキシ化選択率は低
い。方法(3)では、過酸化水素がタングステン酸との
接触により分解し、系内で酸素が発生して危険性が高
く、しかもエポキシ化反応の過酸化水素当りの効率は低
い。また、上記のメチルレニウムトリオキサイドまたは
タングステン酸などの重金属触媒は環境への負荷が大き
く、方法(2)および(3)は工業的な製法としては好
ましくない。 【0004】環境への負荷が少ないエポキシ化方法とし
て、(4)オレフィンに対して大過剰量の炭酸水素塩水
溶液の存在下に過酸化水素を用いて、炭酸水素塩水溶液
と過酸化水素から形成される触媒活性種を利用する方法
が提案され[ジャーナル オブ アメリカン ソサイエ
ティ(J.Am.Chem.Soc.)、第122巻、
3220−3221頁(2000年)参照 ]、水に難
溶のオレフィンを用いる場合、反応系内にアセトニトリ
ルが存在すれば反応効率が向上することが指摘されてい
る。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】上記の方法(4)で
は、反応の進行に伴い系外へ炭酸ガスが揮散することが
本発明者らにより確認されており、過酸化水素の分解抑
制、反応速度の向上のためにオレフィンに対して過剰量
の炭酸水素塩を系内に存在させる必要がある。しかしな
がら、炭酸水素塩はその水溶液が飽和濃度となる量まで
しか系内に存在させることができず、その量を増すには
さらに大量の水を系内に存在させる必要があり、その結
果、反応系内に占める反応基質の濃度が極めて低くな
る。また、方法(4)において反応系内にアセトニトリ
ルが存在する場合、反応終了後、反応混合液からのエポ
キシ化合物の分離方法として、抽出法を採用する際に
は、抽出溶剤によっては抽出効率が著しく悪くなる傾向
にあり、また蒸留法を採用する際には、加熱によりアセ
トニトリルの加水分解反応が進行し、分離・精製操作が
難しくなる。したがって、方法(4)は経済的に不都合
であり、オレフィンを工業的にエポキシ化する方法とし
ては好ましくない。 【0006】本発明の目的は、安全に、効率的にオレフ
ィンをエポキシ化する工業的に有利な方法を提供するこ
とにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は、オレフィンお
よび炭酸塩が存在する系に、加圧下に、過酸化水素水溶
液を添加することを特徴とするオレフィンのエポキシ化
方法である。 【0008】 【発明の実施の形態】本発明で使用するオレフィンとし
ては、一般式(I) 【0009】 【化1】 【0010】(式中、R 、R 、R およびR
はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換されていても
よいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、炭
素−炭素二重結合を1個以上有する置換されていてもよ
いアルケニル基、ニトロ基、アルコキシル基、カルボニ
ル基、エステル基またはカルボキシル基もしくはその塩
を表し、これらの内のいずれか複数個はそれらが結合す
る炭素原子と一緒になって環状構造を形成していてもよ
く、R 、R 、R およびR が表す基が有する
炭素原子の合計数は2〜18である。)で示されるオレ
フィンが好ましい。 【0011】一般式(I)において、R 、R 、R
およびR が表すハロゲン原子としては、例えばフ
ッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。R
、R 、R およびR が表すアルキル基として
は、炭素原子数1〜18のアルキル基が好ましく、例え
ば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピ
ル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブ
チル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチ
ル基、ノニル基、デシル基、セチル基、ステアリル基な
どの直鎖状アルキル基;シクロブチル基、シクロペンチ
ル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などのシク
ロアルキル基などが挙げられる。これらのアルキル基は
置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、
フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキ
シ基、ブトキシ基などのアルコキシル基;ニトロ基;カ
ルボキシル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボ
ニル基などのアルコキシカルボニル基;アセチル基、プ
ロピオニル基、ベンゾイル基などのアシル基;アセチル
オキシ基、プロピオニルオキシ基などのエステル基など
が挙げられる。 【0012】R 、R 、R およびR が表すア
リール基としては、例えばフェニル基、ナフチル基など
が挙げられる。これらのアリール基は置換基を有してい
てもよく、置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素
原子、臭素原子などのハロゲン原子;メトキシ基、エト
キシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基
などのアルコキシル基;ニトロ基;カルボキシル基;メ
トキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などのアル
コキシカルボニル基;アセチル基、プロピオニル基、ベ
ンゾイル基などのアシル基;アセチルオキシ基、プロピ
オニルオキシ基などのエステル基などが挙げられる。 【0013】R 、R 、R およびR が表す炭
素−炭素二重結合を1個以上有するアルケニル基として
は、例えばアリル基、メタリル基、プレニル基、7−オ
クテニル基、ネリル基、ゲラニル基などが挙げられる。
これらのアルケニル基は置換基を有していてもよく、置
換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原
子などのハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、プロ
ポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基などのアルコ
キシル基;ニトロ基;カルボキシル基;メトキシカルボ
ニル基、エトキシカルボニル基などのアルコキシカルボ
ニル基;アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基な
どのアシル基;アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ
基などのエステル基が挙げられる。 【0014】R 、R 、R およびR が表すア
ルコキシル基としては、例えばメトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基など
が挙げられ、またエステル基としては、例えばアセチル
オキシ基、プロピオニルオキシ基などが挙げられる。R
、R 、R およびR が表すカルボキシル基の
塩としては、例えばナトリウム塩、カリウム塩などのア
ルカリ金属塩を挙げることができる。 【0015】一般式(I)で示される炭素原子数が4〜
20のオレフィンとしては、例えば、1−ブテン、2−
ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、3−ペンテン、
1−へキセン、2−へキセン、3−へキセン、1−ヘプ
テン、2−ヘプテン、3−ヘプテンなどの直鎖状オレフ
ィン;3,3−ジメチル−1−ブテン、4−メチル−2
−ペンテン、2−メチル−2−ペンテン、3−メチル−
2−ペンテン、2,3−ジメチル−2−ブテン、2,
4,4−トリメチル−2−ペンテン、2−メチル−2−
ヘプテン、2,3,4−トリメチル−2−ペンテンなど
の分岐状オレフィン;ゲラニオール、ネロール、リナロ
ール、シトロネロール、ラバンジュロール、フィトー
ル、イソフィトールなどのアルコール含有オレフィン;
5−クロロ−2−メチル−2−ペンテン、シトロネリル
ブロミド、シトロネリルクロリド、ゲラニルクロリド、
ゲラニルブロミドなどのハロゲン含有オレフィン;ジプ
レニルエーテル、ジイソプレニルエーテル、メチルゲラ
ニルエーテルなどのエーテル含有オレフィン、ゲラニル
アセテート、ネリルアセテート、シトロネリルアセテー
ト、ラバンジュリルアセテート、イソフィトールアセテ
ートなどのエステル基含有オレフィン; 【0016】シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロ
ヘプテン、シクロオクテン、シクロドデセン、1−メチ
ル−1−シクロヘキセン、1−イソプロピル−1−シク
ロヘキセン、1,5−ジメチル−1−シクロオクテン、
ピネン、ノルボルネンなどのシクロオレフィン;2−シ
クロヘキセン−1−オール、3−シクロヘキセン−1−
メタノール、5−ノルボルネン−2−メタノールなどの
アルコール含有シクロオレフィン;1−クロロ−3−シ
クロヘキセン、1−クロロ−5−シクロオクテンなどの
ハロゲン含有シクロオレフィン;1−メトキシ−3−シ
クロヘキセンなどのエーテル含有シクロオレフィン、1
−アセトキシ−2−シクロヘキセンなどのエステル基含
有シクロオレフィンを挙げることができる。 【0017】本発明でいう炭酸塩には炭酸水素塩が含ま
れる。炭酸塩としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムなど
のアルカリ金属塩;炭酸アンモニウム、炭酸メチルアン
モニウム、炭酸エチルアンモニウム、炭酸プロピルアン
モニウム、炭酸ブチルアンモニウム、炭酸ジメチルアン
モニウム、炭酸ジエチルアンモニウム、炭酸トリメチル
アンモニウム、炭酸トリエチルアンモニウム、炭酸テト
ラメチルアンモニウム、炭酸テトラブチルアンモニウ
ム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素メチルアンモニウ
ム、炭酸水素エチルアンモニウム、炭酸水素プロピルア
ンモニウム、炭酸水素ブチルアンモニウム、炭酸水素ジ
メチルアンモニウム、炭酸水素ジエチルアンモニウム、
炭酸水素トリメチルアンモニウム、炭酸水素トリエチル
アンモニウム、炭酸水素テトラメチルアンモニウム、炭
酸水素テトラブチルアンモニウムなどのアンモニウム塩
が挙げられる。これらの炭酸塩は、単独で使用しても2
種以上を混合して使用してもよい。炭酸塩の使用量は特
に限定されないが、反応効率の観点よりオレフィンに含
まれる二重結合1モルに対して0.01〜10.0モル
の範囲であるのが好ましく、0.1〜5.0モルの範囲
であるのがより好ましい。 【0018】本発明において、炭酸塩は反応系内で、塩
基性物質、水および二酸化炭素により調製されてもよ
い。塩基性物質としては、例えば、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;アンモ
ニア;メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、
n−ブチルアミン、n−オクチルアミン、イソプロピル
アミン、イソブチルアミン、tert−ブチルアミンな
どの1級アミン類;ジメチルアミン、ジエチルアミン、
ジブチルアミン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン
などの2級アミン類;トリメチルアミン、トリエチルア
ミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、N−メ
チルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−メチルモ
ルホリンなどの3級アミン類;ピリジン、キノリンなど
の芳香族アミン類;テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサ
イド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイ
ド、テトラ−n−ブチルアンモニウムハイドロオキサイ
ドなどの水酸化第4級アンモニウム塩類などが使用され
る。これらの塩基性物質は、単独で使用しても2種以上
を混合して使用してもよい。塩基性物質の使用量は、オ
レフィンに含まれる二重結合1モルに対して0.01〜
10.0モルの範囲であるのが好ましく、反応効率、容
積効率の観点から0.1〜5.0モルの範囲であるのが
より好ましい。二酸化炭素は、固相、液相または気相の
いずれの状態のものを用いてもよい。 【0019】過酸化水素水溶液としては、10〜60重
量%過酸化水素水溶液として工業的に容易に入手でき、
一般に市販されている水溶液をそのまま、または水で希
釈して用いることができる。過酸化水素の濃度は特に限
定されないが、安全性、容積効率などの観点から、0.
01〜60重量%の範囲であるのが好ましく、0.1〜
50重量%の範囲であるのがより好ましい。過酸化水素
の使用量は、オレフィンに含まれる二重結合1モルに対
して0.1〜10モルの範囲であるのが好ましく、反応
効率、選択率などの観点から、0.5〜5.0モルの範
囲であるのがより好ましい。 【0020】本発明におけるエポキシ化反応は加圧下に
実施される。加圧下での実施により、反応により生成す
る二酸化炭素の揮散が抑制される。これにより、炭酸塩
の使用量が抑制され、基質濃度を高く保持することがで
き、経済性が向上する。圧力は特に制限されないが、9
9KPa〜10.0MPaの範囲であるのが好ましく、
0.1MPa〜5.0MPaの範囲であるのがより好ま
しい。また、系内を加圧する際に使用するガスは、反応
を阻害しない限り特に制限されるものではないが、安全
性を考慮して、二酸化炭素;窒素、アルゴンのような不
活性ガスであるのが好ましい。 【0021】本発明において使用される耐圧容器として
は、0.1MPa〜10.0MPaの圧力範囲で使用で
きるものが好ましい。反応容器の材質は、例えば、ハル
テロイ、インコネル、ステンレスなどの金属材質;半結
晶性ガラス、パイレックス(登録商標)などのガラス製
材質であるのが好ましく、内部はテフロン(登録商
標)、各種ポリアミドなどの樹脂製材質でコーティング
されているのが好ましい。特に過酸化水素の分解を考慮
すれば、ガラス製材質であり、内部はテフロン(登録商
標)、ポリアミド樹脂などでコーティングされている反
応容器を使用するのが好ましい。 【0022】本発明ではpHの調整は必ずしも必要では
ないが、過酸化水素の分解抑制、反応効率、エポキシ化
合物への選択率などを考慮し、必要に応じてpHの調整
を行うこともできる。pHを酸性側に調整する場合に
は、例えば硫酸、塩酸、リン酸などの酸類またはその塩
類が使用され、塩基性側に調整する場合には、例えば水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、
水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物;炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウムなどの炭酸塩など
の塩基類が使用される。反応液水相または反応混合液の
pHは、6〜10の範囲であるのが好ましく、6.5〜
9.0の範囲であるのがより好ましい。使用する水の量
は特に制限されないが、容積効率の観点から、炭酸塩の
濃度を、反応温度における反応混合液または反応液水相
において、0.1重量%〜飽和溶液の範囲となるように
調整するのが望ましい。 【0023】本発明はエポキシ化反応を阻害しない溶媒
の存在下で行ってもよい。溶媒としては、例えば、ヘキ
サン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;ベン
ゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;塩化
メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン
などのハロゲン化炭化水素;酢酸メチル、酢酸エチル、
酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル
などのエステル;メタノール、エタノール、イソプロパ
ノール、t−ブタノールなどのアルコールなどが使用さ
れる。反応効率、環境への負荷などの観点から、メタノ
ールなどのアルコールを使用するのが好ましい。溶媒の
使用量は、オレフィンに対して0〜100倍重量の範囲
であるのが好ましく、反応性、容積効率などの観点から
0〜50倍重量の範囲であるのがより好ましく、0〜2
0倍重量の範囲であるのが特に好ましい。 【0024】反応温度は特に制限されるものではない
が、10〜80℃の範囲であるのが好ましく、過酸化水
素の自己分解速度が低く抑えられる範囲、反応速度など
を考慮すれば、20〜60℃の範囲であるのがより好ま
しい。 【0025】本発明は、例えば、耐圧容器に炭酸塩、
水、オレフィンおよび必要に応じて反応溶媒を仕込み、
系内を不活性ガスで置換した後、過酸化水素水溶液を添
加することにより行うことができる。安全性の観点か
ら、過酸化水素水溶液を反応系に逐次添加する方法を採
るのが望ましい。 【0026】このようにして得られたエポキシ化合物
は、蒸留などの常法により反応混合物から分離、取得す
ることができる。なお、蒸留を行うに先立ち、反応混合
物を亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸アンモ
ニウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、
亜硫酸水素アンモニウム、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫
酸カリウムなどの還元剤で処理しておくことが望まし
い。 【0027】 【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。 【0028】実施例1 温度計、攪拌軸および攪拌翼を装備した容量300mL
のガラス製耐圧容器に、水100gおよび炭酸水素アン
モニウム13.8g(0.175mol)を添加して炭
酸水素アンモニウム水溶液を調製し、次いで3−メチル
−3−ブテン−1−オール5.0g(58.1mmo
l)を添加して攪拌し、均一溶液とした。次に、攪拌し
ながら窒素雰囲気下に、系内の圧力を0.3MPaとし
た後、30℃まで昇温した。系内に35%過酸化水素水
溶液16.9g(173.9mmol)を加え、約6時
間攪拌して反応させた。得られた反応液をガスクロマト
グラフィー(株式会社島津製作所製、GC−14B、カ
ラム:化学品検査協会製、G−100、25m、キャリ
アガス:He40ml/min、H 0.5kG、A
ir0.5kG、70〜240℃、毎分5℃昇温)で分
析し、3−メチル−3−ブテン−1−オールの転化率は
64%であり、3,4−エポキシ−3−メチルブタン−
1−オールの選択率は62%であることを確認した。 【0029】実施例2 温度計、攪拌軸および攪拌翼を装備した容量300mL
のガラス製耐圧容器に、水100g、エチルアミン7.
9g(0.176mol)および3−メチル−3−ブテ
ン−1−オール5.0g(58.1mol)を添加し
て、均一溶液を調製した。容器内を窒素、次いで二酸化
炭素ガスを用いて置換し、二酸化炭素雰囲気下で約1時
間激しく攪拌して中和した後、放冷し、内温25℃とし
た。容器内を窒素にて置換し、窒素圧0.4MPaと
し、30℃まで昇温し、系内に35%過酸化水素水溶液
16.9g(173.9mmol)を約10分かけて滴
下した後、6時間激しく攪拌して反応させた。得られた
反応液をガスクロマトグラフィー(前記のとおり)で分
析し、3−メチル−3−ブテン−1−オールの転化率は
44%であり、3,4−エポキシ−3−メチルブタン−
1−オールの選択率は68%であることを確認した。 【0030】比較例1 温度計およびメカニカルスターラーを装着した容量20
0mLの3ツ口フラスコに、水100gおよび炭酸水素
アンモニウム13.8g(0.175mol)を添加し
て炭酸水素アンモニウム水溶液を調製した。この水溶液
に3−メチル−3−ブテン−1−オール5.0g(5
8.1mmol)を添加し、攪拌しながら30℃に昇温
した後、35%過酸化水素水溶液16.9g(173.
9mmol)を加え、約6時間攪拌して反応させた。得
られた反応液をガスクロマトグラフィー(前記のとお
り)で分析し、3−メチル−3−ブテン−1−オールの
転化率は36%であり、3,4−エポキシ−3−メチル
ブタン−1−オールの選択率は70%であることを確認
した。 【0031】 【発明の効果】本発明によれば、オレフィンを安全に、
効率的にエポキシ化することができ、対応するエポキシ
化合物を工業的に有利に製造することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for epoxidizing an olefin under pressure using hydrogen peroxide and a carbonate. The epoxy compound obtained by the present invention is useful as an intermediate for agricultural chemicals and medicines and a raw material for various polymers. [0002] Conventionally, olefin epoxidation methods include (1) a method of epoxidation with a carboxylic acid such as acetic acid and hydrogen peroxide in the presence of an acidic catalyst such as sulfuric acid and salts such as sodium sulfate ( JP-A-5-32015
No. 0), (2) a method of epoxidation with hydrogen peroxide using methyl rhenium trioxide as a catalyst [Inorganic Chemistry (Inorganic)
Chemistry, Vol. 37, pp. 467-472 (1998)], (3) an aqueous phase in which tungstic acid, phosphoric acid and hydrogen peroxide are dissolved, and a water-insoluble solvent in which alicyclic olefins and onium salts are dissolved. Method for Epoxidation with a Heterogeneous System Consisting of Phases
Is known. However, in the method (1), a peracid such as formic acid generated in the reaction system has a high explosive property and has a problem in safety, and the epoxy compound reacts with the carboxylic acid present in the reaction system. As a result, an ester compound or the like is generated, and the selectivity of the target epoxy compound decreases. In the method (2), an expensive noble metal catalyst is used, and the hydrolysis reaction proceeds, and the epoxidation selectivity is low. In the method (3), hydrogen peroxide is decomposed by contact with tungstic acid, and oxygen is generated in the system, which is dangerous, and the efficiency of the epoxidation reaction per hydrogen peroxide is low. Further, the heavy metal catalyst such as the above-mentioned methyl rhenium trioxide or tungstic acid has a large burden on the environment, and the methods (2) and (3) are not preferable as an industrial production method. [0004] As an epoxidation method which has a small burden on the environment, (4) formation of an aqueous hydrogen carbonate solution and hydrogen peroxide using hydrogen peroxide in the presence of a large excess amount of an aqueous hydrogen carbonate solution with respect to the olefin; A method utilizing a catalytically active species has been proposed [Journal of American Society (J. Am. Chem. Soc.), Vol.
3220-3221 (2000)], it is pointed out that when an olefin hardly soluble in water is used, the presence of acetonitrile in the reaction system improves the reaction efficiency. [0005] In the above method (4), it has been confirmed by the present inventors that carbon dioxide gas volatilizes out of the system as the reaction proceeds, and the decomposition of hydrogen peroxide is performed. In order to suppress and increase the reaction rate, it is necessary to make an excess amount of hydrogen carbonate in the system relative to the olefin. However, bicarbonate can only be present in the system up to the amount at which the aqueous solution reaches a saturation concentration, and increasing the amount requires a larger amount of water to be present in the system. The concentration of the reaction substrate in the system becomes extremely low. In the case where acetonitrile is present in the reaction system in the method (4), when the extraction method is employed as a method for separating the epoxy compound from the reaction mixture after the reaction, the extraction efficiency is remarkably high depending on the extraction solvent. When the distillation method is employed, the hydrolysis reaction of acetonitrile proceeds by heating, and the separation / purification operation becomes difficult. Therefore, the method (4) is economically disadvantageous and is not preferable as a method for industrially epoxidizing olefins. It is an object of the present invention to provide an industrially advantageous process for epoxidizing olefins safely and efficiently. [0007] The present invention is a method for epoxidizing an olefin, which comprises adding an aqueous solution of hydrogen peroxide to a system in which an olefin and a carbonate are present under pressure. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The olefin used in the present invention is represented by the following general formula (I): Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4
Is a hydrogen atom, a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group, an optionally substituted alkenyl group having at least one carbon-carbon double bond, a nitro group, an alkoxyl group, a carbonyl group, an ester group or a carboxyl group or a salt thereof, or a plurality of these may form a cyclic structure together with the carbon atoms to which they are attached, R 1, R 2, R 3 and R the total number of carbon atoms 4 group represented by a is 2-18. Are preferred. In the general formula (I), R 1 , R 2 , R
The 3 and halogen atom represented by R 4 is, for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom. R 1
As the alkyl group represented by R 2 , R 3, and R 4 , an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferable. For example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec group Linear alkyl groups such as -butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, cetyl group, stearyl group; cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloalkyl group; And cycloalkyl groups such as octyl group. These alkyl groups may have a substituent, as a substituent, for example,
A halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom;
Alkoxyl groups such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group and butoxy group; nitro group; carboxyl group; alkoxycarbonyl group such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; acyl such as acetyl group, propionyl group and benzoyl group. Groups; ester groups such as an acetyloxy group and a propionyloxy group. The aryl group represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 includes, for example, a phenyl group and a naphthyl group. These aryl groups may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom; a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group and a butoxy group. Alkoxyl groups such as nitro group; carboxyl group; alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; acyl groups such as acetyl group, propionyl group and benzoyl group; ester groups such as acetyloxy group and propionyloxy group. No. The alkenyl group having one or more carbon-carbon double bonds represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 includes, for example, allyl group, methallyl group, prenyl group, 7-octenyl group, neryl group, A geranyl group;
These alkenyl groups may have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom; a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, and a butoxy group. Nitro group; carboxyl group; alkoxycarbonyl group such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; acyl group such as acetyl group, propionyl group and benzoyl group; ester group such as acetyloxy group and propionyloxy group. Can be The alkoxyl groups represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 include, for example, methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy and the like. An oxy group and a propionyloxy group are exemplified. R
Examples of the salt of the carboxyl group represented by 1 , R 2 , R 3 and R 4 include, for example, alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt. When the number of carbon atoms represented by the general formula (I) is from 4 to
Examples of the olefin of 20 include 1-butene and 2-olefin.
Butene, 1-pentene, 2-pentene, 3-pentene,
Linear olefins such as 1-hexene, 2-hexene, 3-hexene, 1-heptene, 2-heptene and 3-heptene; 3,3-dimethyl-1-butene, 4-methyl-2
-Pentene, 2-methyl-2-pentene, 3-methyl-
2-pentene, 2,3-dimethyl-2-butene, 2,
4,4-trimethyl-2-pentene, 2-methyl-2-
Branched olefins such as heptene and 2,3,4-trimethyl-2-pentene; alcohol-containing olefins such as geraniol, nerol, linalool, citronellol, lavandulol, phytol and isophytol;
5-chloro-2-methyl-2-pentene, citronellyl bromide, citronellyl chloride, geranyl chloride,
Halogen-containing olefins such as geranyl bromide; ether-containing olefins such as diprenyl ether, diisoprenyl ether, and methylgeranyl ether; olefins containing ester groups such as geranyl acetate, neryl acetate, citronellyl acetate, lavandulyl acetate, and isophytolacetate Cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, cyclododecene, 1-methyl-1-cyclohexene, 1-isopropyl-1-cyclohexene, 1,5-dimethyl-1-cyclooctene,
Cycloolefins such as pinene and norbornene; 2-cyclohexen-1-ol, 3-cyclohexene-1-
Alcohol-containing cycloolefins such as methanol and 5-norbornene-2-methanol; halogen-containing cycloolefins such as 1-chloro-3-cyclohexene and 1-chloro-5-cyclooctene; ether-containing such as 1-methoxy-3-cyclohexene Cycloolefin, 1
And ester group-containing cycloolefins such as -acetoxy-2-cyclohexene. The carbonate in the present invention includes a bicarbonate. Examples of the carbonate include alkali metal salts such as potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydrogen carbonate, and sodium hydrogen carbonate; ammonium carbonate, methyl ammonium carbonate, ethyl ammonium carbonate, propyl ammonium carbonate, butyl ammonium carbonate, dimethyl ammonium carbonate, and carbonic acid. Diethyl ammonium, trimethyl ammonium carbonate, triethyl ammonium carbonate, tetramethyl ammonium carbonate, tetrabutyl ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, methyl ammonium bicarbonate, ethyl ammonium bicarbonate, propyl ammonium bicarbonate, butyl ammonium bicarbonate, dimethyl ammonium bicarbonate, Diethyl ammonium bicarbonate,
And ammonium salts such as trimethylammonium hydrogencarbonate, triethylammonium hydrogencarbonate, tetramethylammonium hydrogencarbonate and tetrabutylammonium hydrogencarbonate. These carbonates, even when used alone,
A mixture of more than one species may be used. The amount of the carbonate to be used is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.01 to 10.0 mol, preferably 0.1 to 5.0 mol, per 1 mol of the double bond contained in the olefin from the viewpoint of reaction efficiency. More preferably, it is in the range of 0 mol. In the present invention, the carbonate may be prepared from a basic substance, water and carbon dioxide in the reaction system. Examples of the basic substance include sodium hydroxide,
Hydroxides of alkali metals such as potassium hydroxide; ammonia; methylamine, ethylamine, propylamine,
primary amines such as n-butylamine, n-octylamine, isopropylamine, isobutylamine and tert-butylamine; dimethylamine, diethylamine,
Secondary amines such as dibutylamine, pyrrolidine, piperidine, morpholine; tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, tributylamine, trioctylamine, N-methylpyrrolidine, N-methylpiperidine, N-methylmorpholine; pyridine, quinoline And aromatic amines such as quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide and tetra-n-butylammonium hydroxide. These basic substances may be used alone or in combination of two or more. The amount of the basic substance used is 0.01 to 1 mol per double bond contained in the olefin.
It is preferably in the range of 10.0 moles, and more preferably in the range of 0.1 to 5.0 moles from the viewpoint of reaction efficiency and volume efficiency. Carbon dioxide may be in any of a solid phase, a liquid phase and a gas phase. The aqueous hydrogen peroxide solution can be industrially easily obtained as a 10 to 60% by weight aqueous hydrogen peroxide solution.
Generally, a commercially available aqueous solution can be used as it is or after dilution with water. The concentration of hydrogen peroxide is not particularly limited, but from the viewpoint of safety, volumetric efficiency, etc.
It is preferably in the range of 01 to 60% by weight, and 0.1 to 60% by weight.
More preferably, it is in the range of 50% by weight. The amount of hydrogen peroxide to be used is preferably in the range of 0.1 to 10 mol per mol of double bond contained in the olefin, and from the viewpoint of reaction efficiency, selectivity and the like, it is preferably 0.5 to 5.0 mol. More preferably, it is in the range of 0 mol. The epoxidation reaction in the present invention is carried out under pressure. By performing under pressure, the volatilization of carbon dioxide generated by the reaction is suppressed. As a result, the amount of carbonate used is suppressed, the substrate concentration can be kept high, and the economic efficiency is improved. The pressure is not particularly limited.
It is preferably in the range of 9 KPa to 10.0 MPa,
More preferably, it is in the range of 0.1 MPa to 5.0 MPa. The gas used for pressurizing the system is not particularly limited as long as the reaction is not hindered, but in consideration of safety, carbon dioxide; an inert gas such as nitrogen or argon is used. Is preferred. The pressure vessel used in the present invention is preferably one that can be used in a pressure range of 0.1 MPa to 10.0 MPa. The material of the reaction vessel is preferably, for example, a metal material such as Harteloy, Inconel, or stainless steel; a glass material such as semicrystalline glass or Pyrex (registered trademark), and the inside is Teflon (registered trademark) or various polyamides. It is preferable to be coated with the above resin material. In particular, in consideration of the decomposition of hydrogen peroxide, it is preferable to use a reaction vessel made of glass and coated with Teflon (registered trademark), polyamide resin, or the like. In the present invention, the pH adjustment is not always necessary, but the pH can be adjusted as necessary in consideration of the suppression of decomposition of hydrogen peroxide, the reaction efficiency, the selectivity to the epoxy compound, and the like. When the pH is adjusted to an acidic side, for example, acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid or salts thereof are used. When the pH is adjusted to a basic side, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and calcium hydroxide are used. ,
Bases such as metal hydroxides such as magnesium hydroxide; carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate and ammonium carbonate are used. The pH of the reaction solution aqueous phase or the reaction mixture is preferably in the range of 6 to 10, and is preferably 6.5 to 6.5.
More preferably, it is in the range of 9.0. The amount of water used is not particularly limited, but from the viewpoint of volumetric efficiency, the concentration of the carbonate is adjusted so as to be in the range of 0.1% by weight to a saturated solution in the reaction mixture or the aqueous phase of the reaction solution at the reaction temperature. It is desirable to adjust. The present invention may be carried out in the presence of a solvent that does not inhibit the epoxidation reaction. Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane and octane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride and chlorobenzene; methyl acetate; Ethyl acetate,
Esters such as butyl acetate, methyl propionate and ethyl propionate; alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and t-butanol are used. It is preferable to use an alcohol such as methanol from the viewpoints of reaction efficiency and environmental load. The amount of the solvent used is preferably in the range of 0 to 100 times the weight of the olefin, more preferably in the range of 0 to 50 times the weight of the olefin, from the viewpoint of reactivity, volumetric efficiency and the like.
It is particularly preferred that the weight range is 0 times. The reaction temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 80 ° C., and in consideration of the range in which the rate of self-decomposition of hydrogen peroxide can be kept low, the reaction rate, etc. More preferably, it is in the range of 60 ° C. According to the present invention, for example, a
Charge water, olefin and, if necessary, reaction solvent,
After replacing the inside of the system with an inert gas, the reaction can be performed by adding an aqueous solution of hydrogen peroxide. From the viewpoint of safety, it is desirable to adopt a method of sequentially adding an aqueous solution of hydrogen peroxide to the reaction system. The epoxy compound thus obtained can be separated and obtained from the reaction mixture by a conventional method such as distillation. Prior to the distillation, the reaction mixture was subjected to sodium sulfite, potassium sulfite, ammonium sulfite, sodium bisulfite, potassium bisulfite,
It is desirable to treat with a reducing agent such as ammonium hydrogen sulfite, sodium thiosulfate or potassium thiosulfate. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 300 mL capacity equipped with thermometer, stirring shaft and stirring blade
100 g of water and 13.8 g (0.175 mol) of ammonium bicarbonate were added to a glass pressure-resistant container to prepare an aqueous solution of ammonium bicarbonate, and then 5.0 g of 3-methyl-3-buten-1-ol (58 .1mmo
l) was added and stirred to obtain a homogeneous solution. Next, the pressure in the system was adjusted to 0.3 MPa under a nitrogen atmosphere with stirring, and then the temperature was raised to 30 ° C. 16.9 g (173.9 mmol) of a 35% aqueous hydrogen peroxide solution was added to the system, and the mixture was stirred and reacted for about 6 hours. The resulting reaction mixture by gas chromatography (Shimadzu Corporation, GC-14B, Column: Chemicals Inspection Association Ltd., G-100,25m, carrier gas: He40ml / min, H 2 0.5kG , A
ir 0.5 kG, 70-240 ° C., 5 ° C./min), the conversion of 3-methyl-3-buten-1-ol was 64%, and 3,4-epoxy-3-methylbutane-
It was confirmed that the selectivity of 1-ol was 62%. Example 2 300 mL capacity equipped with thermometer, stirring shaft and stirring blade
100 g of water and ethylamine 7.
9 g (0.176 mol) and 5.0 g (58.1 mol) of 3-methyl-3-buten-1-ol were added to prepare a homogeneous solution. The inside of the container was replaced with nitrogen and then carbon dioxide gas, and neutralized by vigorously stirring for about 1 hour in a carbon dioxide atmosphere, and then allowed to cool to an internal temperature of 25 ° C. The atmosphere in the vessel was replaced with nitrogen, the pressure was increased to 0.4 MPa, the temperature was raised to 30 ° C., and 16.9 g (173.9 mmol) of a 35% aqueous hydrogen peroxide solution was dropped into the system over about 10 minutes. The reaction was carried out with vigorous stirring for 6 hours. The resulting reaction solution was analyzed by gas chromatography (as described above), and the conversion of 3-methyl-3-buten-1-ol was 44% and 3,4-epoxy-3-methylbutane-
It was confirmed that the selectivity of 1-ol was 68%. Comparative Example 1 Capacity 20 with Thermometer and Mechanical Stirrer
100 g of water and 13.8 g (0.175 mol) of ammonium hydrogen carbonate were added to a 0 mL three-necked flask to prepare an aqueous solution of ammonium hydrogen carbonate. 5.0 g of 3-methyl-3-buten-1-ol (5 g
8.1 mmol), and the mixture was heated to 30 ° C. with stirring, and then 16.9 g of a 35% aqueous hydrogen peroxide solution (173.
9 mmol), and the mixture was stirred and reacted for about 6 hours. The resulting reaction solution was analyzed by gas chromatography (as described above). The conversion of 3-methyl-3-buten-1-ol was 36%, and 3,4-epoxy-3-methylbutan-1-ol was obtained. It was confirmed that the selectivity of all was 70%. According to the present invention, olefins can be safely
Epoxidation can be performed efficiently, and the corresponding epoxy compound can be industrially advantageously produced.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 オレフィンおよび炭酸塩が存在する系
に、加圧下に、過酸化水素水溶液を添加することを特徴
とするオレフィンのエポキシ化方法。
Claims: 1. An olefin epoxidation method comprising adding an aqueous solution of hydrogen peroxide to a system in which an olefin and a carbonate are present, under pressure.
JP2002069504A 2002-01-22 2002-03-14 Epoxidation method for olefin Pending JP2003286274A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002069504A JP2003286274A (en) 2002-01-22 2002-03-14 Epoxidation method for olefin

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002-12632 2002-01-22
JP2002012632 2002-01-22
JP2002069504A JP2003286274A (en) 2002-01-22 2002-03-14 Epoxidation method for olefin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003286274A true JP2003286274A (en) 2003-10-10

Family

ID=29253066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002069504A Pending JP2003286274A (en) 2002-01-22 2002-03-14 Epoxidation method for olefin

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003286274A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0560488A1 (en) Epoxidation process
JP2006169247A (en) Method for producing vicinal alkanediol and alkanetriol and use of the same
CN109942407B (en) Method for synthesizing 9, 10-dihydroxyl octadecanoic acid
JP5894144B2 (en) Production process of divinylarene dioxide
TWI466875B (en) Method for making epoxides
JP2011051971A (en) Method for producing 1-alkylglycerol ether
JP4118642B2 (en) Process for epoxidation of cyclic olefins
JP2003286274A (en) Epoxidation method for olefin
JP2003192679A (en) Method for epoxidizing olefin
JP2006273748A (en) Cycloaliphatic diepoxy compound, method for producing the same and production intermediate
JP4067823B2 (en) Process for epoxidation of cyclic monoolefins
JP2009523716A (en) Method for producing bisabolol which does not contain farnesol or has a small content of farnesol
JP4104989B2 (en) Epoxidation catalyst composition and method for producing epoxy compound using the same
NL7811371A (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF 2,3-DIMETHYL-2,3-BUTANE DIOL.
JP2007161655A (en) Method for producing unsaturated fatty acid
US4734502A (en) Process for the preparation of 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxopiperidine
US20100305353A1 (en) Method for producing purified formylcyclopropane compound and intermediate of such formylcyclopropane compound
US6100412A (en) Process for the epoxidation of olefinic compounds
JP2008007463A (en) Method for producing 1,2-alkanediol
EP0424242A2 (en) Process for preparing carboxylic acids by means of oxidation of corresponding aldehydes
JPS5839676A (en) Preparation of olefin oxide
US5670661A (en) Process for producing lactones and lactones obtained with this process
JP2011084499A (en) Method for producing lactone compound
JP2007302639A (en) Method for producing allyl alcohols
JP2004262874A (en) Method for producing diepoxycyclooctanes

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20050530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070612

A521 Written amendment

Effective date: 20070810

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070904

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080108