JP2015048337A - Method for producing epoxy compound - Google Patents

Method for producing epoxy compound Download PDF

Info

Publication number
JP2015048337A
JP2015048337A JP2013182042A JP2013182042A JP2015048337A JP 2015048337 A JP2015048337 A JP 2015048337A JP 2013182042 A JP2013182042 A JP 2013182042A JP 2013182042 A JP2013182042 A JP 2013182042A JP 2015048337 A JP2015048337 A JP 2015048337A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
compound
film distillation
epoxy compound
reaction mixture
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
JP2013182042A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
素也 岡崎
Motoya Okazaki
素也 岡崎
松本 隆也
Takanari Matsumoto
隆也 松本
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.)
Eneos Corp
Original Assignee
JX Nippon Oil and Energy Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JX Nippon Oil and Energy Corp filed Critical JX Nippon Oil and Energy Corp
Priority to JP2013182042A priority Critical patent/JP2015048337A/en
Publication of JP2015048337A publication Critical patent/JP2015048337A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an epoxy compound suitably applicable to an industrial production process while using a tungsten peroxide compound as a catalyst.SOLUTION: Provided is a method for producing an epoxy compound comprising: an epoxidation step in which an epoxy compound-containing reaction mixture is obtained by the epoxidation reaction of an olefin compound using a tungsten peroxide compound as a catalyst and hydrogen peroxide as an oxidizer; a solvent removal step in which the solvent is removed from the reaction mixture by atmospheric distillation or reduced-pressure distillation; a first thin film distillation step in which, from the reaction mixture subjected to the solvent removal step, the unreacted olefin compound is separated by thin film distillation; and a second thin film distillation step in which, from the reaction mixture subjected to the first thin film distillation step, the epoxy compound is separated by thin film distillation.

Description

本発明は、タングステンペルオキシド化合物を用いたエポキシ化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an epoxy compound using a tungsten peroxide compound.

オレフィン化合物のエポキシ化反応では、様々な触媒系が開発されている。例えば、(1)相間移動触媒であるポリオキソメタレートの存在下、過酸化水素によりエポキシ化する方法(例えば、特許文献1,2)、(2)相間移動触媒としてタングステン化合物及びα−アミノメチルホスホン酸を用いてエポキシ化する方法(例えば、特許文献2)、(3)タングステン化合物及びリン化合物の存在下、相間移動触媒無しに過酸化水素によりエポキシ化する方法(例えば、特許文献3)などが知られている。中でも、タングステンペルオキシド触媒を用いたエポキシ化反応では、エポキシドの選択率が高い反応を進行させることができる(例えば、非特許文献1)。   Various catalyst systems have been developed for the epoxidation reaction of olefin compounds. For example, (1) a method of epoxidation with hydrogen peroxide in the presence of polyoxometalate which is a phase transfer catalyst (for example, Patent Documents 1 and 2), (2) a tungsten compound and α-aminomethylphosphone as a phase transfer catalyst A method of epoxidizing with an acid (for example, Patent Document 2), (3) a method of epoxidizing with hydrogen peroxide without a phase transfer catalyst in the presence of a tungsten compound and a phosphorus compound (for example, Patent Document 3), etc. Are known. Among these, in an epoxidation reaction using a tungsten peroxide catalyst, a reaction with a high epoxide selectivity can be advanced (for example, Non-Patent Document 1).

ところで、エポキシ化反応の生成物の分離に際して、特許文献4では、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いた分離方法が用いられている。   By the way, in the separation of the product of the epoxidation reaction, in Patent Document 4, a separation method using silica gel column chromatography is used.

特開2004−115455号公報JP 2004-115455 A 特開平8−27136号公報JP-A-8-27136 特開2010−168330号公報JP 2010-168330 A 特開2013−133339号公報JP 2013-133339 A

Inorg.Chem.,46巻,2007年,p.3768−3774Inorg. Chem. 46, 2007, p. 3768-3774

エポキシ化反応では、反応後の反応混合物から、目的生成物であるエポキシ化合物を分離する必要がある。しかし、タングステンペルオキシド化合物を触媒としたエポキシ化反応では、反応混合物から通常の蒸留操作でエポキシ化合物を分離しようとすると、反応混合物に含まれるタングステンペルオキシド化合物の作用によってエポキシ化合物が分解されて、収率が低下する場合がある。   In the epoxidation reaction, it is necessary to separate the target epoxy compound from the reaction mixture after the reaction. However, in the epoxidation reaction using a tungsten peroxide compound as a catalyst, when the epoxy compound is separated from the reaction mixture by a normal distillation operation, the epoxy compound is decomposed by the action of the tungsten peroxide compound contained in the reaction mixture, resulting in a yield. May decrease.

また、特許文献4にはシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いた分離方法が記載されているが、このような分離方法は工業的な製造プロセスには適用し難いという問題がある。   Patent Document 4 describes a separation method using silica gel column chromatography, but such a separation method has a problem that it is difficult to apply to an industrial production process.

そこで、本発明は、タングステンペルオキシド化合物を触媒に用いながら、工業的な製造プロセスに好適に適用可能な、エポキシ化合物の製造方法を提供することを目的とする。   Then, this invention aims at providing the manufacturing method of an epoxy compound which can be applied suitably for an industrial manufacturing process, using a tungsten peroxide compound as a catalyst.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定の工程を経てエポキシ化合物を分離することで、エポキシ化合物の収率を著しく向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have found that the yield of the epoxy compound can be remarkably improved by separating the epoxy compound through a specific process, and the present invention has been completed. It came to do.

すなわち、本発明の一側面は、タングステンペルオキシド化合物を触媒とし、過酸化水素を酸化剤とするオレフィン化合物のエポキシ化反応により、エポキシ化合物を含有する反応混合物を得るエポキシ化工程と、常圧蒸留又は減圧蒸留によって上記反応混合物から溶媒を除去する溶媒除去工程と、上記溶媒除去工程を経た上記反応混合物から、薄膜蒸留によって、未反応の上記オレフィン化合物を分離する、第一の薄膜蒸留工程と、上記第一の薄膜蒸留工程を経た上記反応混合物から、薄膜蒸留によって、上記エポキシ化合物を分離する、第二の薄膜蒸留工程と、を有する、エポキシ化合物の製造方法に関する。   That is, one aspect of the present invention is an epoxidation step of obtaining a reaction mixture containing an epoxy compound by an epoxidation reaction of an olefin compound using a tungsten peroxide compound as a catalyst and hydrogen peroxide as an oxidizing agent, and atmospheric distillation or A solvent removal step for removing the solvent from the reaction mixture by distillation under reduced pressure; a first thin film distillation step for separating the unreacted olefin compound by thin film distillation from the reaction mixture that has undergone the solvent removal step; It is related with the manufacturing method of an epoxy compound which has the 2nd thin film distillation process of isolate | separating the said epoxy compound from the said reaction mixture which passed through the 1st thin film distillation process by thin film distillation.

上記製造方法によれば、エポキシ化反応によって生成したエポキシ化合物を高効率で反応混合物から分離することができる。また、上記製造方法は、工業的な製造プロセスに好適に適用することができる。   According to the said manufacturing method, the epoxy compound produced | generated by the epoxidation reaction can be isolate | separated from a reaction mixture with high efficiency. Moreover, the said manufacturing method can be applied suitably for an industrial manufacturing process.

本発明は、その一態様において、上記第二の薄膜蒸留工程を経た上記反応混合物に過酸化水素水を添加して、上記触媒を抽出する触媒抽出工程をさらに有していてもよい。このような触媒抽出工程を有することで、抽出した触媒を再度使用することが可能となり、工業的に一層優れた製造方法となる。   In one embodiment, the present invention may further include a catalyst extraction step of extracting the catalyst by adding hydrogen peroxide to the reaction mixture that has undergone the second thin film distillation step. By having such a catalyst extraction step, the extracted catalyst can be used again, which is an industrially superior production method.

本発明の一態様において、上記オレフィン化合物は脂環式オレフィンであってよい。また、上記脂環式オレフィンはテトラヒドロインデンであってよい。   In one embodiment of the present invention, the olefin compound may be an alicyclic olefin. The alicyclic olefin may be tetrahydroindene.

また、本発明の一態様において、上記溶媒除去工程は、80℃以下で行うことができる。また、上記溶媒除去工程は、10kPa以下で行うことができる。   In one embodiment of the present invention, the solvent removal step can be performed at 80 ° C. or lower. Moreover, the said solvent removal process can be performed at 10 kPa or less.

本発明によれば、タングステンペルオキシド化合物を触媒に用いながら、工業的な製造プロセスに好適に適用可能な、エポキシ化合物の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of an epoxy compound applicable suitably to an industrial manufacturing process is provided, using a tungsten peroxide compound for a catalyst.

本発明に係る製造方法を実施するための製造装置の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the manufacturing apparatus for enforcing the manufacturing method which concerns on this invention. 本発明に係る製造方法を実施するための製造装置の他の例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the other example of the manufacturing apparatus for enforcing the manufacturing method which concerns on this invention.

本発明のエポキシ化合物の製造方法の好適な実施形態について以下に説明する。   A preferred embodiment of the method for producing an epoxy compound of the present invention will be described below.

本実施形態に係るエポキシ化合物の製造方法は、エポキシ化工程と、溶媒除去工程と、第一の薄膜蒸留工程と、第二の薄膜蒸留工程とを有し、場合により、さらに触媒抽出工程を有する。以下に各工程について詳述する。   The method for producing an epoxy compound according to the present embodiment includes an epoxidation step, a solvent removal step, a first thin film distillation step, and a second thin film distillation step, and optionally further includes a catalyst extraction step. . Each step will be described in detail below.

(エポキシ化工程)
エポキシ化工程は、タングステンペルオキシド化合物を触媒とし、過酸化水素を酸化剤とするオレフィン化合物のエポキシ化反応により、エポキシ化合物を含有する反応混合物を得る工程である。
(Epoxidation process)
The epoxidation step is a step of obtaining a reaction mixture containing an epoxy compound by an epoxidation reaction of an olefin compound using a tungsten peroxide compound as a catalyst and hydrogen peroxide as an oxidizing agent.

エポキシ化反応に用いられるオレフィン化合物は、特に限定されないが、本発明の効果が特に顕著に奏される観点からはアルケン化合物を好適に用いることができる。   The olefin compound used in the epoxidation reaction is not particularly limited, but an alkene compound can be preferably used from the viewpoint of particularly remarkable effects of the present invention.

アルケン化合物は、非環式であっても環式であっても使用可能である。アルケン化合物としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、1,3−ブタジエン、イソプレン、イソブテン、ジイソブチレン、プロピレンのトリマー又はテトラマー類、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等の末端オレフィン;2−ブテン、2−オクテン、2−メチル−1−ヘキセン、2,3−ジメチル−2−ブテン等の分子内オレフィン;シクロペンテン、シクロヘキセン、1−フェニル−1−シクロヘキセン、1−メチル−1−シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、シクロペンタジエン、シクロデカトリエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、メチレンシクロプロパン、メチレンシクロペンタン、メチレンシクロヘキサン、ビニルシクロヘキサン、ノルボルネン、テトラヒドロインデン、インデン、4−ビニル−1−シクロへセン等の脂環式オレフィン;リモネン、α−ピネン、β−ピネン、フェランドレン等のテルペン類が挙げられる。   The alkene compound can be used either acyclic or cyclic. Examples of the alkene compound include ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-pentene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene and 1-tridecene. 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1-nonadecene, 1-eicosene, 1,3-butadiene, isoprene, isobutene, diisobutylene, propylene trimer or tetramers, styrene, vinyltoluene, Terminal olefins such as divinylbenzene; intramolecular olefins such as 2-butene, 2-octene, 2-methyl-1-hexene and 2,3-dimethyl-2-butene; cyclopentene, cyclohexene, 1-phenyl-1-cyclohexene, 1-methyl-1-cyclohexene, cyclohept , Cyclooctene, cyclodecene, cyclopentadiene, cyclodecatriene, cyclooctadiene, dicyclopentadiene, methylenecyclopropane, methylenecyclopentane, methylenecyclohexane, vinylcyclohexane, norbornene, tetrahydroindene, indene, 4-vinyl-1-cyclo Examples include alicyclic olefins such as hecene; and terpenes such as limonene, α-pinene, β-pinene, and ferrandrene.

また、オレフィン化合物は、アルケン化合物に様々な官能基が置換してなる化合物であってもよい。官能基の例としては、−CHO、−COOH、−CN、−COOR、−OR(Rは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアリールアルキル基を示す。)が挙げられる。また、オレフィン化合物は、アリール基、ハロゲン基、ニトロ基、スルホン酸基、カルボニル基、水酸基等の官能基を有していても良い。   The olefin compound may be a compound formed by substituting various functional groups for the alkene compound. Examples of the functional group include —CHO, —COOH, —CN, —COOR, and —OR (R represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an arylalkyl group). The olefin compound may have a functional group such as an aryl group, a halogen group, a nitro group, a sulfonic acid group, a carbonyl group, or a hydroxyl group.

後述する触媒A−1は、シクロヘキセン環のエポキシ化に好適に使用可能であることから、本製造方法に適用するオレフィン化合物としては、脂環式オレフィン化合物を好適に用いることができる。また、オレフィン化合物としては、特にテトラヒドロインデンを好適に適用することができる。   Since the catalyst A-1 described later can be suitably used for epoxidation of a cyclohexene ring, an alicyclic olefin compound can be preferably used as the olefin compound to be applied to this production method. As the olefin compound, tetrahydroindene can be particularly preferably applied.

なお、オレフィン化合物は、化合物中にオレフィン部位を1つ有する化合物であってもよく、2つ以上有する化合物であってもよい。   The olefin compound may be a compound having one olefin moiety in the compound or a compound having two or more.

エポキシ化反応の触媒に用いるタングステンペルオキシド化合物としては、公知のエポキシ化反応触媒として用いられる種々のタングステンペルオキシド化合物を用いることができる。   As the tungsten peroxide compound used as a catalyst for the epoxidation reaction, various tungsten peroxide compounds used as known epoxidation reaction catalysts can be used.

また、タングステンペルオキシド化合物としては、例えば、以下のタングステンペルオキシド化合物(以下、「触媒A−1」と称する。)を好適に用いることができる。   Moreover, as a tungsten peroxide compound, the following tungsten peroxide compounds (henceforth "catalyst A-1") can be used suitably, for example.

[タングステンペルオキシド化合物(触媒A−1)]
触媒A−1は、タングステン酸と水酸化アンモニウム化合物とを反応させて得られるタングステン化合物である。水酸化アンモニウム化合物は、好適には、(RN)(OH)で表される化合物である。
[Tungsten Peroxide Compound (Catalyst A-1)]
Catalyst A-1 is a tungsten compound obtained by reacting tungstic acid with an ammonium hydroxide compound. The ammonium hydroxide compound is preferably a compound represented by (R 1 R 2 R 3 R 4 N) (OH).

、R、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜18の直鎖若しくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基、又はベンジル基を示し、これらは置換基を有していてもよい。 R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group, or a benzyl group, and these have a substituent. It may be.

、R、R及びRとしては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、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、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等のアルキル基が挙げられ、これらは直鎖状であっても分岐状であってもよい。また、これらのアルキル基は、環状構造を有していてもよく、水素原子の一部が置換基で置換されていてもよい。置換基としては、フェニル基、ベンジル基、水酸基などが挙げられる。アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜12であり、より好ましくは1〜8である。 R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are specifically methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, Examples include hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group and other alkyl groups, and these may be linear or branched. May be. Moreover, these alkyl groups may have a cyclic structure, and a part of hydrogen atoms may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include a phenyl group, a benzyl group, and a hydroxyl group. Carbon number of an alkyl group becomes like this. Preferably it is 1-12, More preferably, it is 1-8.

水酸化アンモニウム化合物としては、例えば、水酸化テトラアルキルアンモニウム、水酸化アルキルピリジニウム等を用いることができる。   Examples of ammonium hydroxide compounds that can be used include tetraalkylammonium hydroxide and alkylpyridinium hydroxide.

また、水酸化アンモニウム化合物としては、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム、水酸化ベンジルトリエチルアンモニウム、水酸化2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム、水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、水酸化トリメチル−3−トリフルオロメチルフェニルアンモニウム、水酸化トリス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウム等を用いることもできる。また、水酸化アンモニウム化合物としては、水酸化セチルピリジニウムアンモニウム等を用いることもできる。   Examples of ammonium hydroxide compounds include benzyltrimethylammonium hydroxide, benzyltriethylammonium hydroxide, 2-hydroxyethyltrimethylammonium hydroxide, hexadecyltrimethylammonium hydroxide, trimethyl-3-trifluoromethylphenylammonium hydroxide, water Tris (2-hydroxyethyl) methylammonium oxide or the like can also be used. Further, as the ammonium hydroxide compound, cetylpyridinium ammonium hydroxide or the like can be used.

、R、R及びRは、炭素数1〜18の直鎖若しくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基又はベンジル基であり、より好ましくは炭素数1〜18の直鎖又は分岐のアルキル基である。また、R、R、R及びRは、炭素数1〜12の直鎖又は分岐のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1〜12の直鎖アルキル基であることがさらに好ましく、炭素数1〜8の直鎖アルキル基であることが特に好ましく、n−ブチル基であることが最も好ましい。また、R、R、R及びRは互いに同一でも異なっていてもよいが、R、R、R及びRが全て同一のアルキル基であることがより好ましい。すなわち、本実施形態において、水酸化アンモニウム化合物としては、水酸化テトラ−n−ブチルアンモニウムが特に好ましい。 R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group or a benzyl group, more preferably a linear or branched chain having 1 to 18 carbon atoms. It is an alkyl group. R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and further preferably a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. A linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is particularly preferable, and an n-butyl group is most preferable. R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different from each other, but it is more preferable that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are all the same alkyl group. That is, in the present embodiment, tetra-n-butylammonium hydroxide is particularly preferable as the ammonium hydroxide compound.

触媒A−1は、例えば、以下の方法で得ることができる。まず、タングステン酸を過酸化水素水に加えて撹拌し、タングステン酸が懸濁ないし溶解した溶液を得る。次に、水酸化アンモニウム化合物を加えることにより反応を行わせる。   Catalyst A-1 can be obtained, for example, by the following method. First, tungstic acid is added to aqueous hydrogen peroxide and stirred to obtain a solution in which tungstic acid is suspended or dissolved. Next, the reaction is carried out by adding an ammonium hydroxide compound.

このとき使用する過酸化水素水の濃度は任意であるが、安全面や効率の観点から10%〜70%の過酸化水素水が好ましい。   The concentration of the hydrogen peroxide solution used at this time is arbitrary, but 10% to 70% hydrogen peroxide solution is preferable from the viewpoint of safety and efficiency.

タングステン酸の量は、過酸化水素水の濃度に応じて適宜設定し得るものであるが、例えば30%の過酸化水素水を用いた場合、その使用量は30%過酸化水素水100mlに対して、通常5〜50g、好ましくは10〜30gの量を添加する。撹拌時間については特に限定はないが、タングステン酸が過酸化水素水に十分に懸濁ないし溶解するに足りる時間であり、通常は10分〜10時間である。   The amount of tungstic acid can be appropriately set according to the concentration of the hydrogen peroxide solution. For example, when 30% hydrogen peroxide solution is used, the amount used is 30 ml of 30% hydrogen peroxide solution. In general, an amount of 5 to 50 g, preferably 10 to 30 g, is added. The stirring time is not particularly limited, but is a time sufficient for the tungstic acid to be sufficiently suspended or dissolved in the hydrogen peroxide solution, and is usually 10 minutes to 10 hours.

タングステン酸と水酸化アンモニウム化合物の比率は特に限定されないが、イオン当量比で(タングステン酸のアニオン)/(カウンターカチオン)が0.01〜100の範囲が好ましく、より好ましくは0.1〜10の範囲である。   The ratio of tungstic acid and ammonium hydroxide compound is not particularly limited, but the ion equivalent ratio (anion of tungstic acid) / (counter cation) is preferably in the range of 0.01 to 100, more preferably 0.1 to 10. It is a range.

反応後、不溶分をろ過し、反応生成物が溶解しているろ液を溶媒(以下、沈殿溶媒と称する。)に添加することにより、沈殿溶媒に不溶なタングステンペルオキシド化合物を沈殿物として析出させて回収することができる。   After the reaction, the insoluble matter is filtered, and the filtrate in which the reaction product is dissolved is added to a solvent (hereinafter referred to as precipitation solvent) to precipitate a tungsten peroxide compound insoluble in the precipitation solvent as a precipitate. Can be recovered.

また、ろ液は沈殿溶媒に添加する前に濃縮しておくことが効率の面から好ましい。濃縮の程度は任意であるが、2〜10倍に濃縮しておくことが好ましい。沈殿溶媒はタングステンペルオキシド化合物を析出させることができる溶媒であれば特に限定されるものではないが、ジエチルエーテルとイソプロピルアルコールの混合溶液が特に好ましく用いられる。   In addition, it is preferable from the viewpoint of efficiency that the filtrate is concentrated before being added to the precipitation solvent. Although the degree of concentration is arbitrary, it is preferable to concentrate it 2 to 10 times. The precipitation solvent is not particularly limited as long as it can precipitate the tungsten peroxide compound, but a mixed solution of diethyl ether and isopropyl alcohol is particularly preferably used.

上記により得られた沈殿物は、精製処理を施すことが好ましい。精製方法としては、良溶媒および貧溶媒による積層法、または蒸気拡散法が好ましい。良溶媒および貧溶媒による積層法とは、沈殿物を良溶媒に溶解させた溶液に貧溶媒を少しずつ加え、溶解度の差を利用して結晶成長させる手法である。また蒸気拡散法とは、沈殿物を良溶媒に溶解させた溶液を、上部を開けた容器に入れ、その容器ごと貧溶媒の入った容器に入れ密封する。しばらくすると、両溶媒の蒸気圧平衡でどちらの容器も同じ比率の溶媒比になり、こちらも溶解度の差を利用して結晶成長させる方法である。   The precipitate obtained as described above is preferably subjected to a purification treatment. As the purification method, a lamination method using a good solvent and a poor solvent, or a vapor diffusion method is preferable. The lamination method using a good solvent and a poor solvent is a technique in which a poor solvent is added little by little to a solution in which a precipitate is dissolved in a good solvent, and crystals are grown using the difference in solubility. In the vapor diffusion method, a solution in which a precipitate is dissolved in a good solvent is put in a container with an open top, and the whole container is put in a container containing a poor solvent and sealed. After a while, both containers have the same solvent ratio due to the vapor pressure equilibrium of both solvents, and this is also a method of crystal growth utilizing the difference in solubility.

良溶媒としては、タングステンペルオキシド化合物が溶解する限りにおいて特に制限は無く用いることができ、例えば、メタノール、エタノール、ノルマルまたはイソプロパノール、第三級ブタノール等の炭素数1〜6の第一、二、三級の一価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の多価アルコール;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸tert−ブチル、安息香酸メチル等のエステル類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等、炭酸ジメチルのカーボネート類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ニトロメタン、アセトニトリル、ベンゾニトリル等の窒素化合物などが挙げられる。これらの中でも、メタノール、エタノール、ノルマルまたはイソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、炭酸ジメチル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリルが好ましく用いられ、アセトンおよびアセトニトリルが特に好ましい。   The good solvent can be used without particular limitation as long as the tungsten peroxide compound is dissolved. For example, the first, second, and third carbon atoms having 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol, normal or isopropanol, and tertiary butanol. Grade monohydric alcohols; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, diethylene glycol, and triethylene glycol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and acetyl acetone; methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate , Esters such as n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-butyl acetate, tert-butyl acetate, methyl benzoate, etc .; ethylene carbonate, propylene carbonate, etc., dimethyl carbonate carbonate Preparative like; dimethylformamide, dimethylacetamide, nitromethane, acetonitrile, nitrogen compounds such as benzonitrile and the like. Among these, methanol, ethanol, normal or isopropanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, dimethyl carbonate, dimethylformamide, dimethylacetamide, acetonitrile, and benzonitrile are preferably used. Acetone and acetonitrile are particularly preferred.

貧溶媒としては特に限定されるものではなく、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素;ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素;エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエン等のノルボルネン化合物等が挙げられる。これらの中でも、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン、ノルマルオクタンが好ましく用いられ、ジエチルエーテルが特に好ましい。   The poor solvent is not particularly limited. For example, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, dioxane, and tetrahydrofuran; halogenated hydrocarbons such as chloroform and dichloromethane; aliphatic hydrocarbons such as normal hexane and normal heptane; Examples include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopentane; norbornene compounds such as ethylidene norbornene, vinyl norbornene, and dicyclopentadiene. Among these, diethyl ether, diisopropyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, normal hexane, normal heptane, and normal octane are preferably used, and diethyl ether is particularly preferable.

良溶媒と貧溶媒の使用割合は任意であり、沈殿物を溶解する良溶媒の量は多すぎると結晶が析出しないため、良溶媒は多すぎない方が好ましい。一方貧溶媒は多すぎると十分な結晶成長ができないため、適度な量が必要である。従って、良溶媒/貧溶媒は容量比で0.001〜1000が好ましく、より好ましくは0.01〜100の範囲である。   The use ratio of the good solvent and the poor solvent is arbitrary, and if the amount of the good solvent for dissolving the precipitate is too large, crystals do not precipitate. On the other hand, if there are too many poor solvents, sufficient crystal growth cannot be achieved, so an appropriate amount is required. Accordingly, the good solvent / poor solvent has a volume ratio of preferably 0.001 to 1000, and more preferably 0.01 to 100.

従来知られている方法では、タングステンペルオキシド化合物以外にも不純物が生成し、顕微鏡などを用いて結晶形態を観察しながらの振り分けが必要だったため、工業的には製造が難しく、また収率も低かった。また、従来法ではハロゲンを含む原料を用いていたため、エポキシ化合物にハロゲンが含有するという工業的に使用が限られた触媒であった。ここに記載の方法よれば、タングステンペルオキシド化合物を高い収率で容易に製造することができ、得られるタングステンペルオキシド化合物はハロゲンを含まないため、エポキシ化触媒として使用することにより、低ハロゲンの製品を容易に製造することができる。   In the conventionally known method, impurities are generated in addition to the tungsten peroxide compound, and sorting is necessary while observing the crystal form using a microscope or the like. Therefore, it is difficult to manufacture industrially and the yield is low. It was. In addition, since the raw material containing halogen is used in the conventional method, it has been an industrially limited catalyst that the epoxy compound contains halogen. According to the method described herein, a tungsten peroxide compound can be easily produced in a high yield, and the resulting tungsten peroxide compound does not contain a halogen. Therefore, by using it as an epoxidation catalyst, a low halogen product can be obtained. It can be manufactured easily.

上記方法によって、触媒A−1として、例えば、(RN)[{WO(O(μ−O)]で表されるタングステン化合物を製造することができる。なお、化学式中のμは架橋原子を表す。なお、触媒A−1は上記方法で製造されたものであれば、この化学式のタングステン化合物に限定されるものではない。 By the above method, for example, a tungsten compound represented by (R 1 R 2 R 3 R 4 N) 2 [{WO (O 2 ) 2 } 2 (μ-O)] is produced as the catalyst A-1. Can do. In the chemical formula, μ represents a bridging atom. The catalyst A-1 is not limited to the tungsten compound of this chemical formula as long as it is produced by the above method.

エポキシ化工程において、エポキシ化反応の酸化剤としては過酸化水素を用いる。過酸化水素としては、安全面や効率の観点から、10%〜70%の過酸化水素水を用いることが好ましい。   In the epoxidation step, hydrogen peroxide is used as an oxidant for the epoxidation reaction. As hydrogen peroxide, it is preferable to use 10% to 70% hydrogen peroxide water from the viewpoint of safety and efficiency.

エポキシ化反応において、過酸化水素とオレフィン化合物との比率は任意であるが、オレフィン化合物のオレフィンの総モル数に対する過酸化水素のモル数の比が、0.1〜10であることが好ましい。なお、過酸化水素は、反応初期に必要な量を全て反応系に供してもよく、逐次で反応系に投入してもよい。   In the epoxidation reaction, the ratio of hydrogen peroxide to the olefin compound is arbitrary, but the ratio of the number of moles of hydrogen peroxide to the total number of moles of olefin of the olefin compound is preferably 0.1 to 10. In addition, hydrogen peroxide may be supplied to the reaction system in an amount necessary for the initial stage of the reaction, or may be sequentially added to the reaction system.

エポキシ化反応における触媒(タングステン化合物)の量は、オレフィン化合物のオレフィン量に対して、0.01mol%〜1000mol%の任意の量で用いることができ、好ましくは0.05mol%〜100mol%である。   The amount of the catalyst (tungsten compound) in the epoxidation reaction can be used in an arbitrary amount of 0.01 mol% to 1000 mol%, preferably 0.05 mol% to 100 mol%, relative to the olefin amount of the olefin compound. .

エポキシ化反応は、水溶性有機溶媒を用いて一相系で行ってもよく、非水溶性有機溶媒を用いて二相系で行ってもよく、水溶性有機溶媒と非水溶性有機溶媒との混合系で行ってもよい。   The epoxidation reaction may be performed in a one-phase system using a water-soluble organic solvent, or may be performed in a two-phase system using a water-insoluble organic solvent. A mixed system may be used.

使用可能な有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ノルマルまたはイソプロパノール、第三級ブタノール等の炭素数1〜6の第一、二、三級の一価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の多価アルコール;エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸tert−ブチル、安息香酸メチル等のエステル類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等、炭酸ジメチルのカーボネート類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ニトロメタン、アセトニトリル、ベンゾニトリル等の窒素化合物;リン酸トリエチル、リン酸ジエチルヘキシル等のリン酸エステル等のリン化合物;クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素;ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素;エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエン等のノルボルネン化合物等が挙げられる。   Examples of usable organic solvents include primary, secondary, and tertiary monohydric alcohols having 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol, normal or isopropanol, and tertiary butanol; ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, Polyhydric alcohols such as diethylene glycol and triethylene glycol; Ethers such as ethyl ether, isopropyl ether, dioxane and tetrahydrofuran; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and acetyl acetone; Methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate and isopropyl acetate , Esters such as n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-butyl acetate, tert-butyl acetate, methyl benzoate; ethylene carbonate, propylene carbonate, etc., dimethyl carbonate Carbonates; nitrogen compounds such as dimethylformamide, dimethylacetamide, nitromethane, acetonitrile and benzonitrile; phosphorus compounds such as phosphate esters such as triethyl phosphate and diethylhexyl phosphate; halogenated hydrocarbons such as chloroform and dichloromethane; Aliphatic hydrocarbons such as hexane and normal heptane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopentane; norbornene compounds such as ethylidene norbornene, vinyl norbornene, and dicyclopentadiene .

これらの溶媒の中でも、炭素数1〜4のアルコール類、クロロホルム、ジクロロメタン、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、インダン、インデン、ヒドリンダン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、炭酸ジメチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等や、これらの混合物を用いることが好ましい。   Among these solvents, alcohols having 1 to 4 carbon atoms, chloroform, dichloromethane, hexane, heptane, nonane, indane, indene, hydrindan, acetonitrile, benzonitrile, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate It is preferable to use dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, dimethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, or a mixture thereof.

なお、溶媒は、後述する溶媒除去工程で、常圧蒸留又は減圧蒸留により反応混合物中から除去される。このとき、目的生成物のエポキシ化合物が留去しない温度で溶媒が除去されることが望ましい。このため、溶媒としては、エポキシ化合物より沸点の低い溶媒が好適に用いられる。   The solvent is removed from the reaction mixture by atmospheric distillation or vacuum distillation in a solvent removal step described later. At this time, it is desirable that the solvent is removed at a temperature at which the target epoxy compound is not distilled off. For this reason, a solvent having a boiling point lower than that of the epoxy compound is preferably used as the solvent.

エポキシ化反応には相間移動触媒や界面活性剤を使用することも可能である。これらは任意の化合物であるが、より好ましくは、セチルピリジニウムクロライド、セチルピリジニウムブロミド、メチルトリオクチルハイドロゲンサルフェートなどが挙げられる。   It is also possible to use a phase transfer catalyst or a surfactant in the epoxidation reaction. Although these are arbitrary compounds, More preferably, cetylpyridinium chloride, cetylpyridinium bromide, methyltrioctyl hydrogen sulfate, etc. are mentioned.

エポキシ化反応の反応温度は、0℃以上100℃以下であることが好ましく、より好ましくは10℃以上80℃以下である。また、反応時間は1分以上400時間以下が好ましい。より好ましくは60分以上300時間以下である。また、反応圧力は、任意であるが、20気圧以下が好ましく、より好ましくは10気圧以下であり、減圧下で反応を行うこともできる。   The reaction temperature of the epoxidation reaction is preferably 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. The reaction time is preferably 1 minute or more and 400 hours or less. More preferably, it is 60 minutes or more and 300 hours or less. Moreover, although reaction pressure is arbitrary, 20 atmospheres or less are preferable, More preferably, it is 10 atmospheres or less, and it can also react under reduced pressure.

(溶媒除去工程)
溶媒除去工程では、常圧蒸留又は減圧蒸留によって、エポキシ化工程で得られた反応混合物から溶媒を除去する。
(Solvent removal step)
In the solvent removal step, the solvent is removed from the reaction mixture obtained in the epoxidation step by atmospheric distillation or vacuum distillation.

溶媒除去工程における蒸留条件は、エポキシ化反応で用いた溶媒に応じて適宜変更することができるが、好ましくは100℃以下、より好ましくは80℃以下で蒸留することが好ましい。常圧蒸留における除去温度がこれらの好適な温度より高い溶媒を用いた場合には、減圧下で溶媒除去を行う。減圧度は、溶媒の沸点に応じて適宜調整できるが、例えば20kPa以下、より好ましくは10kPa以下で行うことができる。   The distillation conditions in the solvent removal step can be appropriately changed according to the solvent used in the epoxidation reaction, but it is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower. When a solvent whose removal temperature in atmospheric distillation is higher than these suitable temperatures is used, the solvent is removed under reduced pressure. The degree of reduced pressure can be appropriately adjusted according to the boiling point of the solvent, and can be, for example, 20 kPa or less, more preferably 10 kPa or less.

なお、溶媒除去工程では、必ずしも反応混合物中の溶媒を全て除去する必要はなく、反応混合物が薄膜蒸留に適用し得る程度に溶媒を除去すればよい。また、溶媒除去工程で除去された溶媒は、エポキシ化反応の溶媒として再利用することができる。   In the solvent removal step, it is not always necessary to remove all the solvent in the reaction mixture, and the solvent may be removed to such an extent that the reaction mixture can be applied to thin film distillation. The solvent removed in the solvent removal step can be reused as a solvent for the epoxidation reaction.

(第一の薄膜蒸留工程)
第一の薄膜蒸留工程では、上記溶媒除去工程を経た反応混合物から、薄膜蒸留によって、未反応のオレフィン化合物(場合により、さらに反応中間体)を分離する。
(First thin film distillation process)
In the first thin film distillation step, an unreacted olefin compound (optionally further a reaction intermediate) is separated from the reaction mixture that has undergone the solvent removal step by thin film distillation.

第一の薄膜蒸留工程における薄膜蒸留の条件は、使用したオレフィン化合物に応じて適宜調整でき、例えば、オレフィン化合物としてテトラヒドロインデン(沸点160℃)を用いた場合、温度80℃、圧力1kPaの条件で原料(未反応のオレフィン化合物)及び反応中間体を分離することができる。また、除去される反応中間体としては、例えば、テトラヒドロインデンモノエポキシドが挙げられる。   The conditions of the thin film distillation in the first thin film distillation step can be adjusted as appropriate according to the olefin compound used. For example, when tetrahydroindene (boiling point 160 ° C.) is used as the olefin compound, the temperature is 80 ° C. and the pressure is 1 kPa. The raw material (unreacted olefin compound) and the reaction intermediate can be separated. In addition, examples of the reaction intermediate to be removed include tetrahydroindene monoepoxide.

(第二の薄膜蒸留工程)
第二の薄膜蒸留工程では、上記第一の薄膜蒸留工程を経た反応混合物から、薄膜蒸留によってエポキシ化合物を分離する。
(Second thin film distillation process)
In the second thin film distillation step, the epoxy compound is separated from the reaction mixture that has undergone the first thin film distillation step by thin film distillation.

第二の薄膜蒸留工程における薄膜蒸留の条件は、目的生成物のエポキシ化合物に応じて適宜調整でき、例えば、オレフィン化合物としてテトラヒドロインデン(沸点160℃)を用いた場合、温度80℃、圧力220Paの条件で目的生成物のテトラヒドロインデンジエポキシドを分離することができる。   The conditions of the thin film distillation in the second thin film distillation step can be adjusted as appropriate according to the epoxy compound of the target product. For example, when tetrahydroindene (boiling point 160 ° C.) is used as the olefin compound, the temperature is 80 ° C. and the pressure is 220 Pa. The target product tetrahydroindene diepoxide can be separated under certain conditions.

(触媒抽出工程)
エポキシ化工程において、タングステン化合物を均一系触媒として用いた場合、エポキシ化反応に用いたタングステン化合物は、第二の薄膜蒸留工程を経た反応混合物(蒸留残渣)中に残存する。このため、タングステン化合物を均一系触媒として用いた場合には、本実施形態に係る製造方法は、第二の薄膜蒸留工程を経た反応混合物に過酸化水素を添加して触媒を抽出する触媒抽出工程をさらに有していてもよい。
(Catalyst extraction process)
In the epoxidation step, when a tungsten compound is used as a homogeneous catalyst, the tungsten compound used in the epoxidation reaction remains in the reaction mixture (distillation residue) that has undergone the second thin film distillation step. For this reason, when a tungsten compound is used as a homogeneous catalyst, the manufacturing method according to the present embodiment adds a hydrogen peroxide to the reaction mixture that has undergone the second thin film distillation step to extract the catalyst. May further be included.

触媒抽出工程では、例えば、蒸留残渣に10〜70%の過酸化水素水を添加して、水相に溶出した触媒を回収することができる。回収された触媒は、エポキシ化反応の触媒として再利用することができる。   In the catalyst extraction step, for example, 10 to 70% hydrogen peroxide solution can be added to the distillation residue to recover the catalyst eluted in the aqueous phase. The recovered catalyst can be reused as a catalyst for the epoxidation reaction.

図1は、本実施形態に係る製造方法を実施するための製造装置の一例を示す概念図である。図1の製造装置1では、均一系触媒を用いた製造プロセスを好適に実施することができる。   FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a manufacturing apparatus for carrying out the manufacturing method according to the present embodiment. In the manufacturing apparatus 1 of FIG. 1, the manufacturing process using a homogeneous catalyst can be implemented suitably.

図1の製造装置1は、エポキシ化反応槽12と、過酸化水素分解槽13と、蒸留塔14と、第一の薄膜蒸留塔15と、第二の薄膜蒸留塔16と、触媒分離再生棟17とを備える。   1 includes an epoxidation reaction tank 12, a hydrogen peroxide decomposition tank 13, a distillation column 14, a first thin film distillation column 15, a second thin film distillation column 16, and a catalyst separation and regeneration building. 17.

図1の製造装置1では、原料タンク11よりエポキシ化反応槽12に原料のオレフィン化合物が導入され、エポキシ化反応槽12中でエポキシ化反応が実施される。エポキシ化反応後の反応混合物は、エポキシ化反応槽12から過酸化水素分解槽13へ供され、過酸化水素分解槽13では反応混合物中の過酸化水素が分解される。   In the manufacturing apparatus 1 of FIG. 1, the raw material olefin compound is introduced from the raw material tank 11 into the epoxidation reaction tank 12, and the epoxidation reaction is performed in the epoxidation reaction tank 12. The reaction mixture after the epoxidation reaction is supplied from the epoxidation reaction tank 12 to the hydrogen peroxide decomposition tank 13, and the hydrogen peroxide in the reaction mixture is decomposed in the hydrogen peroxide decomposition tank 13.

過酸化水素分解槽13を経た反応混合物は蒸留塔14へ導入され、蒸留塔14では、常圧又は減圧下で反応混合物から溶媒(有機溶媒及び水)が除去される。除去された溶媒は、有機溶媒と水とに分離され、有機溶媒は溶媒貯留タンクT1に、水は分離水貯留タンクT2にそれぞれ回収される。溶媒貯留タンクT1に回収された有機溶媒は、場合によりエポキシ化反応槽12へ送られ、再利用される。   The reaction mixture that has passed through the hydrogen peroxide decomposition tank 13 is introduced into the distillation column 14, and the solvent (organic solvent and water) is removed from the reaction mixture at normal pressure or reduced pressure. The removed solvent is separated into an organic solvent and water, and the organic solvent is recovered in the solvent storage tank T1, and the water is recovered in the separated water storage tank T2. The organic solvent recovered in the solvent storage tank T1 is optionally sent to the epoxidation reaction tank 12 and reused.

蒸留塔14で溶媒が除去された反応混合物は第一の薄膜蒸留塔15へ導入され、第一の薄膜蒸留塔15では、薄膜蒸留により反応混合物から未反応の原料(場合により、さらに反応中間体)が分離される。第一の薄膜蒸留塔15で分離された原料は、原料貯留タンクT3に回収される。回収された原料は、場合によりエポキシ化反応槽12へ送られ、再利用される。   The reaction mixture from which the solvent has been removed in the distillation column 14 is introduced into the first thin film distillation column 15, and in the first thin film distillation column 15, unreacted raw materials (in some cases, further reaction intermediates are obtained from the reaction mixture by thin film distillation). ) Are separated. The raw material separated in the first thin film distillation column 15 is collected in the raw material storage tank T3. The recovered raw material is optionally sent to the epoxidation reaction tank 12 for reuse.

第一の薄膜蒸留塔15で原料が分離された反応混合物は第二の薄膜蒸留塔16へ導入され、第二の薄膜蒸留塔16では、薄膜蒸留により、反応混合物から目的生成物であるエポキシ化合物が分離される。分離されたエポキシ化合物は製品タンクT4に回収され、一方でエポキシ化合物分離後の残渣は、触媒分離再生棟17へ送られる。   The reaction mixture from which the raw material has been separated in the first thin film distillation column 15 is introduced into the second thin film distillation column 16, and the second thin film distillation column 16 performs an epoxy compound as a target product from the reaction mixture by thin film distillation. Are separated. The separated epoxy compound is collected in the product tank T 4, while the residue after the epoxy compound separation is sent to the catalyst separation / regeneration building 17.

触媒分離再生棟17へ送られた残渣は、過酸化水素水貯留タンクT5から導入された過酸化水素水と混合されて、油層と水層の二層に分離する。残渣に含まれる触媒は過酸化水素水に溶解して、水層へと抽出される。   The residue sent to the catalyst separation / regeneration building 17 is mixed with the hydrogen peroxide solution introduced from the hydrogen peroxide solution storage tank T5 and separated into two layers, an oil layer and an aqueous layer. The catalyst contained in the residue is dissolved in hydrogen peroxide water and extracted into an aqueous layer.

触媒分離再生棟17中で分離した水層は、触媒分離再生棟17の底側から抜き出されて分離触媒貯留タンクT6へ回収される。一方、油層は、水層が抜き出された後に触媒分離再生棟17から抜き出されて、重質物貯留タンクT7へ回収される。分離触媒貯留タンクT6に回収された水層は、場合により水を除去した後、エポキシ化反応槽12へ送られて再利用される。   The water layer separated in the catalyst separation / regeneration building 17 is extracted from the bottom side of the catalyst separation / regeneration building 17 and collected in the separated catalyst storage tank T6. On the other hand, the oil layer is extracted from the catalyst separation and regeneration building 17 after the water layer is extracted, and is recovered in the heavy material storage tank T7. The water layer recovered in the separation catalyst storage tank T6 is removed from the water in some cases and then sent to the epoxidation reaction tank 12 for reuse.

図2は、本実施形態に係る製造方法を実施するための製造装置の他の例を示す概念図である。図2の製造装置2では、固定化した触媒を用いた製造プロセスを好適に実施することができる。   FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating another example of a manufacturing apparatus for performing the manufacturing method according to the present embodiment. In the manufacturing apparatus 2 of FIG. 2, the manufacturing process using the immobilized catalyst can be suitably performed.

図2の製造装置2は、原料均一槽22と、エポキシ化反応槽23と、過酸化水素分解槽24と、蒸留塔25と、第一の薄膜蒸留塔26と、第二の薄膜蒸留塔27とを備える。   2 includes a raw material uniform tank 22, an epoxidation reaction tank 23, a hydrogen peroxide decomposition tank 24, a distillation tower 25, a first thin film distillation tower 26, and a second thin film distillation tower 27. With.

図2の製造装置2では、原料タンク21より原料均一槽22に原料のエポキシ化合物が導入され、原料均一槽22中で反応溶液が均一に混合される。   In the manufacturing apparatus 2 of FIG. 2, the raw material epoxy compound is introduced from the raw material tank 21 into the raw material uniform tank 22, and the reaction solution is uniformly mixed in the raw material uniform tank 22.

原料均一槽22で均一に混合された反応溶液は、固定化された触媒を備えるエポキシ化反応槽23に導入され、エポキシ化反応槽中でエポキシ化反応が実施される。エポキシ化反応後の反応混合物は、エポキシ化反応槽23から過酸化水素分解槽24へ供され、過酸化水素分解槽24では反応混合物中の過酸化水素が分解される。   The reaction solution uniformly mixed in the raw material uniform tank 22 is introduced into an epoxidation reaction tank 23 provided with an immobilized catalyst, and an epoxidation reaction is performed in the epoxidation reaction tank. The reaction mixture after the epoxidation reaction is supplied from the epoxidation reaction tank 23 to the hydrogen peroxide decomposition tank 24, and the hydrogen peroxide in the reaction mixture is decomposed in the hydrogen peroxide decomposition tank 24.

過酸化水素分解槽24を経た反応混合物は蒸留塔25へ導入され、蒸留塔25では、常圧又は減圧下で反応混合物から溶媒(有機溶媒及び水)が除去される。除去された溶媒は、有機溶媒と水とに分離され、有機溶媒は溶媒貯留タンクT11に、水は分離水貯留タンクT12にそれぞれ回収される。溶媒貯留タンクT11に回収された有機溶媒は、場合により原料均一槽22へ送られ、再利用される。   The reaction mixture that has passed through the hydrogen peroxide decomposition tank 24 is introduced into the distillation column 25, and the solvent (organic solvent and water) is removed from the reaction mixture at normal pressure or reduced pressure. The removed solvent is separated into an organic solvent and water, and the organic solvent is recovered in the solvent storage tank T11 and the water is recovered in the separated water storage tank T12. The organic solvent recovered in the solvent storage tank T11 is optionally sent to the raw material uniform tank 22 and reused.

蒸留塔25で溶媒が除去された反応混合物は第一の薄膜蒸留塔26へ導入され、第一の薄膜蒸留塔26では、薄膜蒸留により反応混合物から未反応の原料(場合により、さらに反応中間体)が分離される。第一の薄膜蒸留塔26で分離された原料は、原料貯留タンクT13に回収される。回収された原料は、場合により原料均一槽22へ送られ、再利用される。   The reaction mixture from which the solvent has been removed in the distillation column 25 is introduced into the first thin film distillation column 26, and in the first thin film distillation column 26, unreacted raw materials (in some cases, further reaction intermediates are obtained from the reaction mixture by thin film distillation). ) Are separated. The raw material separated in the first thin film distillation column 26 is recovered in the raw material storage tank T13. In some cases, the recovered raw material is sent to the raw material uniform tank 22 and reused.

第一の薄膜蒸留塔26で原料が分離された反応混合物は第二の薄膜蒸留塔27へ導入され、第二の薄膜蒸留塔27では、薄膜蒸留により、反応混合物から目的生成物であるエポキシ化合物が分離される。分離されたエポキシ化合物は製品タンクT14に回収され、一方でエポキシ化合物分離後の残渣は、重質物貯留タンクT15に送られる。   The reaction mixture from which the raw materials have been separated in the first thin film distillation column 26 is introduced into the second thin film distillation column 27, and the second thin film distillation column 27 performs the epoxy compound as the target product from the reaction mixture by thin film distillation. Are separated. The separated epoxy compound is collected in the product tank T14, while the residue after separation of the epoxy compound is sent to the heavy material storage tank T15.

[確認試験]
確認試験1として、図1の製造装置1による製造プロセスに準じたエポキシ化反応を実施した。また、確認試験2として、薄膜蒸留を行わない製造プロセスを模した実験を行った。確認試験1及び2の結果を以下に示す。
[Confirmation test]
As confirmation test 1, an epoxidation reaction according to the production process by the production apparatus 1 of FIG. In addition, as confirmation test 2, an experiment simulating a manufacturing process in which thin film distillation is not performed was performed. The results of confirmation tests 1 and 2 are shown below.

(確認試験1)
20Lフラスコ中に、テトラヒドロインデン(以下、「THI」と表す。)120.2g(1.0mol)とアセトニトリル5Lとを導入して均一に拡散させ、そこに30%過酸化水素を227.0g(2.0mol)、触媒として[(n−CN][{WO(O(μ−O)]を5mol%加えた。
(Confirmation test 1)
In a 20 L flask, 120.2 g (1.0 mol) of tetrahydroindene (hereinafter referred to as “THI”) and 5 L of acetonitrile are introduced and uniformly diffused, and 227.0 g (307.0% hydrogen peroxide) is added thereto. 2.0 mol), and [(n-C 4 H 9 ) 4 n] 2 [{WO (O 2) 2} 2 (μ-O)] was added 5 mol% as a catalyst.

なお、[(n−CN][{WO(O(μ−O)]は、以下の方法で製造した。まず、タングステン酸1gを30%過酸化水素水10ml中で1時間半撹拌し、白色の懸濁溶液(A)を得た。この懸濁溶液(A)に水酸化テトラブチルアンモニウム1M水溶液4mlを加え、薄黄色の懸濁溶液(B)を得た。これをmembrane cellulose acetateで不溶分をろ過し、ろ液を2mlに濃縮した。この溶液をジエチルエーテル/イソプロピルアルコール(150ml/20ml)溶液に滴下したところ淡黄色粉末(C)が生成した。粉末(C)をろ別し、ジエチルエーテルで洗ったところ、白色粉末(D)1.4gが得られた。白色粉末(D)0.5gをアセトンに溶解させた後、この溶液をスクリュー管に入れ、ジエチルエーテルをゆっくりと積層させた。これを冷蔵庫で1日静置させたところ、板状結晶(E)0.37gが得られた。(D)に対する(E)の収率は75%、オーバーオール収率は52%であった。この結晶(E)を回収し、IRで測定して[(n−CN][{WO(O(μ−O)]であることを確認した。 Incidentally, [(n-C 4 H 9) 4 N] 2 [{WO (O 2) 2} 2 (μ-O)] was prepared in the following manner. First, 1 g of tungstic acid was stirred in 10 ml of 30% hydrogen peroxide solution for 1.5 hours to obtain a white suspension (A). 4 ml of 1M aqueous solution of tetrabutylammonium hydroxide was added to this suspension solution (A) to obtain a light yellow suspension solution (B). Insoluble matter was filtered through membrane cellulose acetate, and the filtrate was concentrated to 2 ml. When this solution was added dropwise to a diethyl ether / isopropyl alcohol (150 ml / 20 ml) solution, a pale yellow powder (C) was produced. The powder (C) was separated by filtration and washed with diethyl ether to obtain 1.4 g of a white powder (D). After 0.5 g of white powder (D) was dissolved in acetone, this solution was put into a screw tube and diethyl ether was slowly laminated. When this was left still in the refrigerator for 1 day, 0.37 g of plate crystals (E) were obtained. The yield of (E) relative to (D) was 75%, and the overall yield was 52%. This crystal (E) was recovered and measured by IR to confirm that it was [(n-C 4 H 9 ) 4 N] 2 [{WO (O 2 ) 2 } 2 (μ-O)].

反応溶液を撹拌しつつ室温で24時間反応させた。反応後の反応溶液をガスクロマトグラフィー(GC)を用いて測定したところ、THI転化率81.7%、モノエポキシド収率36.7%、ジエポキシド収率38.6%であった。   The reaction solution was reacted at room temperature for 24 hours with stirring. When the reaction solution after the reaction was measured using gas chromatography (GC), the THI conversion rate was 81.7%, the monoepoxide yield was 36.7%, and the diepoxide yield was 38.6%.

反応後の反応溶液にγ−アルミナを加えて過酸化水素を分解した後、γ−アルミナを除去した。その後、30℃、10kPaの条件で減圧蒸留を行って溶媒を留去した。留去後には、粘性の黄色がかった透明な液体が残留し、その重量は245.3gであった。   After γ-alumina was added to the reaction solution after the reaction to decompose hydrogen peroxide, γ-alumina was removed. Thereafter, the solvent was distilled off by distillation under reduced pressure at 30 ° C. and 10 kPa. After the distillation, a viscous yellowish transparent liquid remained and its weight was 245.3 g.

その後、温度80℃、圧力1kPaの条件で薄膜蒸留(1回目)を行った。留去後の溶液は、総量71gであり、内訳はTHIが20.1g、モノエポキシドが45.0g、ジエポキシドが6.0gであった。   Thereafter, thin film distillation (first time) was performed under conditions of a temperature of 80 ° C. and a pressure of 1 kPa. The total amount of the solution after the distillation was 71 g, and the breakdown was 20.1 g of THI, 45.0 g of monoepoxide, and 6.0 g of diepoxide.

薄膜蒸留を行った後の溶液を温度80℃、圧力220Paの条件で再度薄膜蒸留(2回目)を行った。留去後の溶液は、総量36.0gであり、内訳はモノエポキシド0.5g、ジエポキシド35.5gであった。2回目の薄膜蒸留後に得られた溶液は、ジエポキシドの純度が98.6%であり、反応後に生成したジエポキシドのうち60.4%を回収することができた。   The solution after the thin film distillation was subjected to the thin film distillation (second time) again under the conditions of a temperature of 80 ° C. and a pressure of 220 Pa. The total amount of the solution after the distillation was 36.0 g, and the breakdown was 0.5 g of monoepoxide and 35.5 g of diepoxide. The solution obtained after the second thin film distillation had a diepoxide purity of 98.6%, and it was possible to recover 60.4% of the diepoxide produced after the reaction.

2回目の薄膜蒸留後に残った蒸留残渣に対して、30%過酸化水素227.0gを加えて撹拌を行った。不溶分を除去した後、THIを加えて反応を行ったところエポキシドの生成が確認され、触媒が再利用可能であることが確認された。   To the distillation residue remaining after the second thin film distillation, 227.0 g of 30% hydrogen peroxide was added and stirred. After removing the insoluble matter, the reaction was carried out by adding THI, confirming the formation of epoxide and confirming that the catalyst could be reused.

(確認試験2)
減圧蒸留を行って溶媒を留去する段階まで、確認試験1と同様に試験を行った。溶媒の留去後、圧力220Paで減圧蒸留を行ったところ、わずかな留出量しか得られなかった。また、十分な留出量を得るため140℃まで昇温したところ、留出した溶液が黒くなり、十分に精製されたジエポキシドを得ることができなかった。
(Confirmation test 2)
The test was conducted in the same manner as in Confirmation Test 1 until the solvent was distilled off under reduced pressure. When the solvent was distilled off and vacuum distillation was performed at a pressure of 220 Pa, only a small amount of distillate was obtained. Further, when the temperature was raised to 140 ° C. in order to obtain a sufficient distillate amount, the distillate solution turned black, and a sufficiently purified diepoxide could not be obtained.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の一側面は、エポキシ化合物を含む反応混合物の精製方法であり、また本発明の他の側面は、上記製造方法によって得られたエポキシ化合物である。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, one aspect of the present invention is a method for purifying a reaction mixture containing an epoxy compound, and another aspect of the present invention is an epoxy compound obtained by the above production method.

本発明に係るエポキシ化合物の製造方法は、タングステンペルオキシド化合物を触媒に用いて高い収率でエポキシ化合物を得ることができ、工業的な製造プロセスに好適に適用することができる。   The method for producing an epoxy compound according to the present invention can obtain an epoxy compound in a high yield using a tungsten peroxide compound as a catalyst, and can be suitably applied to an industrial production process.

1,2…エポキシ化合物製造装置、11…原料タンク、12…エポキシ化反応槽、13…過酸化水素分解槽、14…蒸留塔、15…第一の薄膜蒸留塔、16…第二の薄膜蒸留塔、17…触媒分離再生棟、21…原料タンク、22…原料均一槽、23…エポキシ化反応槽、24…過酸化水素分解槽、25…蒸留塔、26…第一の薄膜蒸留塔、27…第二の薄膜蒸留塔。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, ... Epoxy compound manufacturing apparatus, 11 ... Raw material tank, 12 ... Epoxidation reaction tank, 13 ... Hydrogen peroxide decomposition tank, 14 ... Distillation tower, 15 ... First thin film distillation tower, 16 ... Second thin film distillation Tower 17, catalyst separation / regeneration building, 21 raw material tank, 22 raw material uniform tank, 23 epoxidation reaction tank, 24 hydrogen peroxide decomposition tank, 25 distillation tower, 26 first film distillation tower, 27 ... second thin film distillation column.

Claims (6)

タングステンペルオキシド化合物を触媒とし、過酸化水素を酸化剤とするオレフィン化合物のエポキシ化反応により、エポキシ化合物を含有する反応混合物を得るエポキシ化工程と、
常圧蒸留又は減圧蒸留によって前記反応混合物から溶媒を除去する溶媒除去工程と、
前記溶媒除去工程を経た前記反応混合物から、薄膜蒸留によって、未反応の前記オレフィン化合物を分離する、第一の薄膜蒸留工程と、
前記第一の薄膜蒸留工程を経た前記反応混合物から、薄膜蒸留によって、前記エポキシ化合物を分離する、第二の薄膜蒸留工程と、
を有する、エポキシ化合物の製造方法。
An epoxidation step of obtaining a reaction mixture containing an epoxy compound by an epoxidation reaction of an olefin compound using a tungsten peroxide compound as a catalyst and hydrogen peroxide as an oxidizing agent;
A solvent removal step of removing the solvent from the reaction mixture by atmospheric distillation or vacuum distillation;
A first thin film distillation step of separating the unreacted olefin compound by thin film distillation from the reaction mixture that has undergone the solvent removal step;
A second thin film distillation step of separating the epoxy compound by thin film distillation from the reaction mixture that has undergone the first thin film distillation step;
The manufacturing method of an epoxy compound which has these.
前記第二の薄膜蒸留工程を経た前記反応混合物に過酸化水素水を添加して、前記触媒を抽出する触媒抽出工程をさらに有する、請求項1に記載のエポキシ化合物の製造方法。   The method for producing an epoxy compound according to claim 1, further comprising a catalyst extraction step of extracting the catalyst by adding hydrogen peroxide to the reaction mixture that has undergone the second thin film distillation step. 前記オレフィン化合物が脂環式オレフィンである、請求項1又は2に記載のエポキシ化合物の製造方法。   The method for producing an epoxy compound according to claim 1 or 2, wherein the olefin compound is an alicyclic olefin. 前記脂環式オレフィンがテトラヒドロインデンである、請求項3に記載のエポキシ化合物の製造方法。   The method for producing an epoxy compound according to claim 3, wherein the alicyclic olefin is tetrahydroindene. 前記溶媒除去工程を80℃以下で行う、請求項1〜4のいずれか一項に記載のエポキシ化合物の製造方法。   The manufacturing method of the epoxy compound as described in any one of Claims 1-4 which performs the said solvent removal process at 80 degrees C or less. 前記溶媒除去工程を10kPa以下で行う、請求項1〜5のいずれか一項に記載のエポキシ化合物の製造方法。   The manufacturing method of the epoxy compound as described in any one of Claims 1-5 which performs the said solvent removal process at 10 kPa or less.
JP2013182042A 2013-09-03 2013-09-03 Method for producing epoxy compound Pending JP2015048337A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013182042A JP2015048337A (en) 2013-09-03 2013-09-03 Method for producing epoxy compound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013182042A JP2015048337A (en) 2013-09-03 2013-09-03 Method for producing epoxy compound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015048337A true JP2015048337A (en) 2015-03-16

Family

ID=52698635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013182042A Pending JP2015048337A (en) 2013-09-03 2013-09-03 Method for producing epoxy compound

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015048337A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cheng et al. SBA-15 supported triazolium-based ionic liquids as highly efficient and recyclable catalysts for fixation of CO2 with epoxides
Werner et al. Hydroxyl‐Functionalized Imidazoles: Highly Active Additives for the Potassium Iodide‐Catalyzed Synthesis of 1, 3‐Dioxolan‐2‐one Derivatives from Epoxides and Carbon Dioxide
Gago et al. Catalytic olefin epoxidation with cationic molybdenum (VI) cis-dioxo complexes and ionic liquids
Ravikumar et al. Manganese (III) acetate dihydrate catalyzed aerobic epoxidation of unfunctionalized olefins in fluorous solvents
JP6213932B2 (en) Method for producing epoxy compound
De Torres et al. A highly efficient, green and recoverable catalytic system for the epoxidation of fatty esters and biodiesel with H2O2
Loubidi et al. Solvent-free epoxidation of himachalenes and their derivatives by TBHP using [MoO 2 (SAP)] 2 as a catalyst
García-Marín et al. Epoxidation of cyclooctene and cyclohexene with hydrogen peroxide catalyzed by bis [3, 5-bis (trifluoromethyl)-diphenyl] diselenide: Recyclable catalyst-containing phases through the use of glycerol-derived solvents
TW201404464A (en) Method of producing pyruvate
EP3305747A1 (en) Method for producing conjugated diene
Neves et al. Catalytic epoxidation and sulfoxidation activity of a dioxomolybdenum (VI) complex bearing a chiral tetradentate oxazoline ligand
US20070093666A1 (en) Process for selective oxidation of olefins to epoxides
US8633327B2 (en) Process for preparing divinylarene dioxides
JP5841460B2 (en) Method for producing tungsten peroxide compound and method for producing epoxy compound
Saladino et al. A novel and efficient catalytic epoxidation of monoterpenes by homogeneous and heterogeneous methyltrioxorhenium in ionic liquids
Yamazaki Methyltrioxorhenium-catalyzed epoxidation of homoallylic alcohols with hydrogen peroxide
CN101616904B (en) Oxidizing agent composition for the epoxidation of olefins and process for the epoxidation of olefins
Hu et al. Highly efficient synthesis of cyclic carbonates from carbon dioxide and epoxides catalyzed by ionic liquid [Heemim][ZrCl 5]
JP2015048337A (en) Method for producing epoxy compound
Zhang et al. Oxidation reactions catalyzed by polyoxomolybdate salts
US8742128B2 (en) Process for producing pyridine compound, and pyridine compound
JP6213923B2 (en) Method for producing epoxy compound
JP2013523422A (en) Pretreated epoxidation catalyst and process for producing olefins thereby
CN104744406A (en) Method for preparing epoxy caryophyllene from heavy turpentine oil and separating longifolene
US20150119583A1 (en) Catalyst for organic reaction and method of use thereof