JP4440467B2 - エポキシド化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
発明の分野
本発明は、オレフィン類を酸化してエポキシドを得る方法に関する。より詳細には、本発明はトリフェニルホスフィンのような燐、硫黄、セレン又は砒素を含む修飾剤をパラジウムのような貴金属で改質されたチタンゼオライトやバナジウムゼオライトの触媒の選択性を高めるために使用する改良されたエポキシド化方法に関する。
【０００２】
発明の背景
エポキシド化合物はポリエーテルポリオール類、グリコール類、グリコールエーテル類、界面活性剤、機能性液体、燃料添加物等の製造に有用な化学的中間生成物の重要な群を構成する。各種のエポキシドを対応するオレフィンから合成するために多くの異なった方法が文献に記述されている。Ｔｏｓｏｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡され、そして１９９２年に公開された日本国特許出願（公開第４−３５２７７１号）はプロピレン、水素及び酸素を、第８族の金属と結晶性チタノ珪酸とを含む触媒を用いて反応させることによるプロピレンオキサイドの製造を提案している。これに続いて、この基本的プロセスの種々の改良或いは変法が下記の公開された特許出願に記述されている：ＷＯ ９７／２５１４３、ＤＥ １９６００７０９、ＷＯ ９６／０２３２３、ＷＯ ９７／４７３８６、ＷＯ ９７／３１７１１、ＪＰ Ｈ８−２６９０３０及びＪＰ Ｈ８−２６９０２９。
【０００３】
いずれの化学的方法でもそうであるように、この型のエポキシド化方法においても更なる改良が達成されるのが望ましいであろう。中でも、エポキシドへの選択性を高め、そしてその触媒の有効寿命を延長することは、そのような方法の産業上の可能性をいちじるしく高めるであろう。これらの文献に記述されている反応条件や触媒を用いた場合、例えばオレフィンの対応する飽和炭化水素への水素添加は所望のエポキシド化反応と競合する。この副反応を抑制するための有効な方法を見出すのが大いに有利であろう。
【０００４】
発明の要約
本発明は、オレフィン、水素及び酸素を、（ａ）チタンゼオライト又はバナジウムゼオライトと貴金属とを含む触媒、及び（ｂ）有機ホスフィン、有機ホスフィンオキシド及びベンゾチオフェンよりなる群から選ばれる修飾剤の存在のもとに、そのオレフィンに対応するエポキシドを形成させるのに効果的な温度において反応させることを特徴とするエポキシドの製造方法を提供する。
【０００５】
発明の詳細な説明
本発明において用いられる触媒はチタンゼオライト又はバナジウムゼオライト及び貴金属（好ましくは周期律表第８族の元素）とを含む。好適なゼオライトは、その格子構造の中に置換されているチタン又はバナジウム原子を有する多孔質の分子篩い構造を有する結晶性の物質である。使用するゼオライトの選択は、そのエポキシド化されるべきオレフィンの大きさと形とを含む多くの因子に依存するであろう。例えば、そのオレフィンがエチレン、プロピレン又は１−ブテンのような低級脂肪族オレフィンである場合には、珪酸チタンのような比較的小さな空孔のチタンゼオライト又はバナジウムゼオライトを使用するのが好ましい。オレフィンがプロピレンである場合には、ＴＳ−１の珪酸チタン又は珪酸バナジウムを使用するのが特に有利である。シクロヘキサンのようなかさばったオレフィンについてはゼオライトベータと同形の構造を有するチタンゼオライトのような大空孔のチタンゼオライトが好ましいであろう。
【０００６】
この方法のエポキシド化段階における触媒として有用なチタン含有ゼオライトは分子篩いの格子構造の中で珪素原子の１部がチタン原子で置き換えられたゼオライト様物質の群を含む。そのような物質はこの技術において周知である。
【０００７】
特に好ましいチタン含有ゼオライトは、一般に珪酸チタンと呼ばれている分子篩いの群を含み、中でも「ＴＳ−１」（ＺＳＭ−５アルミノ珪酸塩ゼオライトのそれと類似のＭＦＩ分子配列を有する）、「ＴＳ−２」（ＺＳＭ−１１アルミノ珪酸塩ゼオライトのそれと類似のＭＥＬ分子配列を有する）及び「ＴＳ−３」（ベルギー特許第１，００１，０３８号に記述されている）を含む。同様に使用するのに好適なものは、ゼオライトベータ、モルデナイト、ＺＭＳ−４８、ＺＳＭ−１２及びＭＣＭ−４１と同形の格子構造を有するチタン含有分子篩いである。このチタン含有ゼオライトは、硼素、鉄、アルミニウム等が少量存在していてもよいけれども、好ましくはその格子構造の中にチタン、珪素及び酸素以外の元素を含まないのがよい。錫又はバナジウムのような他の金属も、米国特許第５，７８０，６５４号及び同第５，７４４，６１９号に記述されているように、そのゼオライトの格子構造の中にチタンに加えて存在していてもよい。
【０００８】
本発明の方法に用いるのに適した好ましいチタン含有ゼオライト触媒は、次の実験式、すなわち ｘＴｉＯ2（１−ｘ）ＳｉＯ2 （但しｘは０．０００１と０．５００との間である）に相当する組成を有する。より好ましくは、このｘの値は０．０１から０．１２５までである。このゼオライトの格子構造の中のＳｉ：Ｔｉのモル比は有利には９．５：１から９９：１まで（最も好ましくは９．５：１から６０：１まで）である。比較的チタンに富んだゼオライトの使用も望ましいであろう。
【０００９】
いずれの貴金属（すなわち金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム）も単独で、又は組み合わせて使用することができるけれども、パラジウムが特に望ましい。典型的には、その触媒の中に存在する貴金属の量は０．０１重量％から２０重量％まで、好ましくは０．１重量％から５重量％までの範囲である。その貴金属が触媒の中へ取り入れられる方法は特に重要であるとは考えられない。例えば、その貴金属はゼオライトの上に含浸法等によって、或いは、最初、例えばシリカ、アルミナ、活性炭等のような他の物質の上に担持させておき、次にそのゼオライトと物理的に混合することによってそのゼオライトの上に担持させることができる。これと異なって、水酸化アンモニウムを加え、又は加えることなく、例えばＰｄテトラアムミンクロリドとのイオン交換によって、貴金属をゼオライトの中に取り入れることができる。その触媒は濾過及び洗浄によって回収され、そしてハロゲン化物を実質的に含まない（＜０．１重量％）。貴金属源として用いられる貴金属化合物又は錯塩の選択については特別な制限はない。例えば、このような目的に適した化合物は貴金属類の硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物（例えば塩化物、臭化物）、カルボン酸塩（例えば酢酸塩）及びアミン錯塩を含む。同様に、貴金属の酸化状態は重要であるとは考えられない。例えば、パラジウムの場合にはこのパラジウムは０価から＋４価までのいずれかの酸化状態或いはそのような酸化状態のいずれかの組み合わせにあることができる。所望の酸化状態又は酸化状態の組み合わせを達成するためには、その貴金属化合物をその触媒の中へ導入した後に、完全に、又は部分的に予備還元することができる。しかしながら、なんら予備還元することなく満足な触媒性能を達成することができる。パラジウムの活性状態を達成するためには、その触媒を窒素、真空、水素或いは空気中での熱処理のような前処理にかけることができる。
【００１０】
この触媒は追加的にバインダ等を含むことができ、そしてエポキシド化に使用するに先立っていかなる所望の形にも型打ちし、スプレー乾燥させ、成形し、又は押出し成形することができる。貴金属に加えてこの触媒は、例えばランタニド系列の金属（例えばユーロピウム）、鉄、コバルト、ニッケル、硼素、アルミニウム、燐、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、銅、亜鉛、ガリウム又はジルコニウムのような追加的元素で改質されていてもよい。
【００１１】
本発明の方法において使用するのに適した触媒、並びにそれらの調製方法は、次の公開された特許出願に詳細に記述されている：米国特許第５，８５９，２６５号、ＪＰ ４−３５２７７１、ＷＯ ９７／３１７１１、ＤＥ １９６００７０９、ＷＯ ９６／０２３２３、ＷＯ ９７／４７３８６、ＷＯ ９７／２５１４３、ＪＰ Ｈ８−２６９０３０及びＪＰ Ｈ８−２６９０２９。
【００１２】
上述した触媒は本発明に従い燐、硫黄、セレン又は砒素の化合物の修飾剤と組み合わせて用いられる。この修飾剤が作用する正確な機構は知られていないけれども、これらの化合物はエポキシド化の間に存在した場合に、通常、そのオレフィンの対応する飽和炭化水素への望ましくない水素添加を抑制し、それによって所望のエポキシドへの選択性を大きく改善する。或る場合にはそのチタンゼオライトの空孔直径よりも大きな分子断面を有する修飾剤を使用することが望まれる。例えば、そのチタンゼオライトがＴＳ−１珪酸チタンである場合に、その改質剤は好ましくは約６オングストロームよりも大きな分子断面を有するのがよい。使用するのに好適な燐修飾剤の一般的な群は有機ホスフィン類、有機ホスフィンオキシド類、有機亜燐酸化合類及び有機燐酸化合物を含む。類似の有機アルシン及び有機アルシンオキシドを使用することができる。有機ホスフィン類及び有機ホスフィンオキシド類が特に改質剤において用いるのに好ましく、中でも３個の有機置換基を有する有機ホスフィン類及び有機ホスフィンオキシド類（すなわち第３級有機ホスフィン類）が好ましい。好ましくは、少なくとも１個の、そして最も好ましくは３個の置換基が全てフェニル及び置換フェニルのような芳香族基である。トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンオキシド及びメチルジフェニルホスフィンオキシドが特に有効な修飾剤の例である。有機燐酸化合物の例は、例えば燐酸トリエチル又は燐酸トリメチルのような燐酸トリアルキルであり、有機亜燐酸化合物の例は、例えば亜燐酸トリエチルエステル、亜燐酸トリメチルエステル等のような亜燐酸トリアルキルエステルである。１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、１，３−ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン、１，４−ビス（ジフェニルホスフィノ）ブタン、１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン及びＯ−イソプロピリデン−２，３−ジヒドロキシ−１，４−ビス（ジフェニルホスフィノ）ブタンのような有機ジホスフィン類及び有機ジホスフィンオキシド類を使用することができる。トリフェニルアルシン、トリフェニルアルシンオキシドのような匹敵する砒素化合物が使用できる。ベンゾチオフェン及びジベンゾチオフェンのような有機硫黄化合物が有用である。類似のセレン化合物を使用することができる。触媒は、エポキシド化に使用するに先立って、貴金属の導入の前又はその後で、かつその貴金属の還元の前又はその後に修飾剤で処理することができるけれども、本発明の特に好ましく、かつ好都合な具体例の１つにおいては、修飾剤はそのエポキシド化が行なわれている反応媒体に単純に加えられる。修飾剤はその反応媒体にエポキシド化の開始に先立ち、又はそれに引き続いて１度に導入してもよく、或いは増分的又は連続的に加えてもよい。
【００１３】
用いる修飾剤の量は特に重大であるとは思われないけれども、最小限でもこの修飾剤の存在しない同様な条件のもとで行なわれる同じ反応と比較してそのエポキシドへの選択性を改善するのに効果的であるべきである。修飾剤を多量に使用することはエポキシド化を阻害するとは思われないが、或る特定の水準を超えては、触媒性能はほんの僅かしか改善され得ない。一般的に言うならば、典型的には約１００：１から０．０１：１まで（より好ましくは約５０：１から０．０５：１まで）の範囲の改質剤：貴金属のモル比が好適である。
【００１４】
用いられるオレフィンは、少なくとも１個のエチレン性不飽和部位（すなわち少なくとも１つの炭素−炭素２重結合）を含むいかなる有機化合物であってもよい。このオレフィンは脂肪族性、芳香族性又は環状脂肪族性であり、かつ鎖状又は分岐鎖状の構造を有していてもよく、エチレン性不飽和部位は末端及び／又は中間位置にあってもよい。このオレフィンは好ましくは２−３０個の炭素原子を含むが、本発明の方法は特にＣ2−Ｃ6のモノオレフィンのエポキシド化に適している。例えば、ジエンやトリエンのように１つよりも多い２重結合が存在していてもよい。このオレフィンは炭化水素であってもよいが（すなわち炭素及び水素の原子のみを含む）、ハロゲン、カルボキシル、ヒドロキシル、エーテル、カルボニル、シアノ又はニトロ基等のような種々の官能基を含んでいてもよい。
【００１５】
好適なオレフィンの典型的な例はエチレン、プロピレン、１−ブテン、cis-及びtrans-２−ブテン、イソブテン、１，３−ブタジエン、ペンテン、イソプレン、ヘキセン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、シクロペンテン、シクロヘキセン、ジシクロペンタジエン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘキセン、塩化アリル、アリルアルコール、塩化メタリル、メタリルアルコール、アクリル酸アルキル及びメタクリル酸アルキル、不飽和脂肪酸類及びそれらのエステル類、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、インデン及びスチルベンを含む。もちろん、いくつかのオレフィンの混合物も所望により用いることができる。本発明の方法は特にプロピレンをプロピレンオキサイドに転化するのに有用である。
【００１６】
本発明の方法は、上記の必要な修飾剤が、オレフィン、水素及び酸素が触媒と接触している間に存在しているならば、次の公開された特許出願に記載されている反応条件（例えば温度、反応剤比率等）のもとで好適に実施することができる：ＷＯ ９６／０２３２３、ＷＯ ９７／２５１４３、ＤＥ１９６００７０９、ＷＯ ９７／３１７１１、ＷＯ ９７／４７３８６、ＪＰ ４−３５２７７１、ＪＰ Ｈ８−２６９０２９及び Ｈ８−ｉ６９０３０。
【００１７】
用いられる触媒の量はそのチタンゼオライトの中に含まれるチタンの単位時間あたり供給されるオレフィンに対するモル比に基いて決定することができる。典型的には、０．００００１から０．１までのチタン／オレフィンの供給比率を与えるのに充分な触媒が存在する。エポキシド化に必要な時間は、ガスの時間空間速度、すなわち単位触媒容積当り１時間当たりのオレフィン、水素、酸素及び担体ガスの合計容積（ＧＨＳＶと略記する）に基いて決定することができる。１０ないし１０，０００ｈｒ-1の範囲のＧＨＳＶが典型的に満足できる。
【００１８】
反応させるオレフィンによって本発明のエポキシド化は液相、ガス相或いは超臨界相において実施することができる。液体反応媒体を用いる場合には、その触媒は懸濁液又は固定床の形であるのがよい。この方法は連続流、半バッチ式又はバッチ式の操作を用いて行なうことができる。
【００１９】
エポキシド化を液相において行なう場合には、１−１００バールの圧力において１種以上の溶媒の存在のもとに行なうのが有利である。好適な溶媒は、それらに限定されるものではないが、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール及びｔｅｒｔ−ブタノールのような低級脂肪族アルコール類、或いはそれらの混合物並びに水を包含する。弗素化されたアルコール類も使用することができる。ここにあげたアルコール類と水との混合物も使用することができる。
【００２０】
本発明のエポキシド化は、所望のオレフィンのエポキシド化を達成するのに効果的な温度、好ましくは０−１２５℃の範囲（より好ましくは２０−８０℃）の温度において行なわれる。水素の酸素に対するモル比は通常はＨ2：Ｏ2＝１：１０から５：１までの範囲で変えることができ、そして特に好ましくは１：５ないし２：１である。酸素のオレフィンに対するモル比は通常、１：１ないし１：２０であり、そして好ましくは１：１．５ないし１：１０である。Ｏ2のオレフィンに対する比較的高いモル比（例えば１：１ないし１：３）が或る種のオレフィン類には有利であることがある。担体ガスとしてはいかなる所望の不活性ガスも使用することができる。オレフィンの担体ガスに対するモル比は、通常、１：１００ないし４：１の範囲、そして特に２０：１ないし１：１の範囲である。
【００２１】
不活性担体ガスとしては、窒素や２酸化炭素の他に、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンのような貴ガス類が好適である。１ないし８個、特に１ないし６個、そして好ましくは１ないし４個の炭素原子を含む飽和炭化水素、例えばメタン、エタン、プロパン及びｎ−ブタンも好適である。窒素及びＣ1−Ｃ4の飽和炭化水素が好ましい不活性担体ガスである。上にあげた不活性担体ガスの混合物も使用することができる。
【００２２】
特に本発明によるプロピレンのエポキシド化においては、プロパンを、担体ガスの適当な過剰量の存在においてプロピレン、プロパン、水素及び酸素の混合物の爆発限界が安全に避けられ、また従ってその反応器の中或いは供給ラインや排出ラインの中でなんら爆発混合物が形成されないような方法で供給することができる。
【００２３】
例
水酸化アンモニウム中のＰｄＢｒ2溶液を１．１重量％のＴｉが含まれているＴＳ−１珪酸チタンの上に含浸させることによって０．５重量％のＰｄを含む触媒を調製した。この触媒を乾燥して水素であらかじめ還元することなくそのまま使用した。エポキシド化反応は大気圧において、３ｇの触媒を用い、１００ｍｌのメタノールの中で４５℃において行なった。この反応器へのガス供給物はＮ2の中の５％のＯ2の４４ｃｃ／分及びプロピレン／Ｈ2の８０／２０の混合物の６ｃｃ／分よりなっていた。メタノールを含んだ蒸発器を供給ラインの中に置いて反応器の溶媒の蒸発による損失を防止した。反応器の排出流をオンラインガスクロマトグラフィーによって直接分析した。
【００２４】
流れ状態で２１８．５時間の後に、反応混合物に２０ｍｌのメタノール中の０．２ｇのトリフェニルホスフィンの溶液を反応混合物に加えた。この反応器の排出流の中のプロピレンオキサイドの量はトリフェニルホスフィンの添加に際して低下したが、後にはトリフェニルホスフィン添加以前よりも高い水準に上昇した（＞１６００ｐｐｍ対約１２００ｐｐｍ）。最も重要なことは、その反応器排出流の中のプロパン（プロピレンの水素化による）の量がトリフェニルホスフィン添加に際して大きく減少し、そして低く保たれたことである。プロピレンオキサイドへの選択率｛プロピレンオキサイド／（プロピレンオキサイド＋プロパン）｝が、トリフェニルホスフィン添加の前は６０％よりも低かったのに比べてトリフェニルホスフィンの添加の後では９５％よりも高かった。プロピレンオキサイドの形成のための酸素の利用率（ＰＯ／消費Ｏ2）も、ホスフィン添加の前（約３３％）よりもホスフィン添加の後では高かった（４０％）。
【００２５】
このエポキシド化反応を繰返したが、但し１２０ｍｌメタノールを用い、そして運転の最初から修飾剤として加えた０．２２ｇのトリフェニルホスフィンを用いた。流れ状態で最初の９５時間の間に９８％以上のプロピレンオキサイドへの選択率が観測されたが、この時点でのその反応器排出流のプロピレンオキサイド収量は１１００ｐｐｍであった。流れ状態においてその選択率はその後でゆっくりと、１６５時間のところで９０％まで低下したが、プロピレンオキサイド収量は１６００ｐｐｍに上昇した。
【００２６】
１連の追加的な実験運転を行なった。反応を、６０℃において実施した運転６を除いて、４５℃及び３ｐｓｉｇにおいてテフロン攪拌棒（１０００ｒｐｍ）を備えたガラス反応器の中で実施した。この反応器の中へのガス流量は、プロピレン／水素（２０容積％の水素）で２５．１ｃｃ／分、そして窒素／酸素／メタン（容積で５％のＯ2、０．６％のメタン、残分の窒素）で８８．６ｃｃ／分であった。溶媒を含んだ蒸発器を供給ラインの中に置いて反応溶媒の蒸発による損失を防いだ。運転１ないし６においては１１２ｇのメタノール／水（重量で７５／２５）中で３ｇの触媒を用いた。運転７においては１３０ｇの水の中で３ｇの触媒を用いた。反応器排出流をオンラインガスクロマトグラフィーによって直後に分析した。
【００２７】
これらの運転において反応は定常的な条件に達するまで実施し、この時点において約１０ｃｃの反応溶媒中の表記のホスフィンを加えた。運転１ないし５においては２００ｍｇのホスフィンを加え、運転６−７においては１９０ｍｇのホスフィンオキサイドを加えた。
【００２８】
下記の表にホスフィン添加前後における反応器排出流中のプロパン及びプロピレンの定常状態濃度を示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
上に用いた触媒は次のように調製した：
触媒Ａ
硝酸テトラアムミンパラジウム（７．７７ｇ）を２５重量％の水酸化アンモニウム水溶液３１０ｇ中に溶解し、２３℃において３日間攪拌し、濾過した。１口丸底フラスコ中で１５ｇのＴＳ−１の珪酸チタン（チタン２．１重量％、空気中で５５０℃において４時間焙焼）を６０ｇの脱イオン水の中で攪拌した。このスラリーに７．１ｇの上記硝酸テトラアンミンパラジウムの溶液を加えて窒素雰囲気のもとに８０℃において２４時間加熱した。液体を５０℃において回転蒸発によって除去した。固型分を真空オーブンの中で６０℃において２４時間にわたり乾燥した。次いでその固型分をオーブンの中で窒素の雰囲気のもとに１５０℃において４時間焙焼した。この触媒は約０．５重量％のＰｄを含んでいた。
【００３１】
触媒Ｂ
テフロン被覆した攪拌棒を備えた３角フラスコに３０ｇのＴＳ−１の珪酸チタン（チタン１．２重量％、空気中で５５０℃において焙焼）３０ｇ及び１００ｇの脱イオン水を装入した。テトラアムミンパラジウムジクロリド水和物（０．３８ｇ）を３０重量％の水酸化アンモニウム１５ｇの中に溶解してその珪酸チタンスラリーに１０分間にわたり加えた。この反応混合物を２３℃において２４時間攪拌した。このスラリーを遠心分離し、そしてその液体を傾瀉した。その固型分を脱イオン水で４回洗浄した。この固型分を真空オーブンの中で５０℃において４時間にわたり乾燥した。次にその乾燥した固型分をガラス管に移し、そして１５０℃において窒素で４時間にわたり処理した（１００ｃｃ／分）。この触媒は約０．５重量％のＰｄを含んでいた。
【００３２】
触媒Ｃ
この触媒は２倍量の硝酸テトラアムミンパラジウムを用いたことを除いて触媒Ａに置けると同様な方法で調製した。約１％のＰｄを含む触媒を得た。
【００３３】
触媒Ｄ
テフロン被覆した攪拌棒を備えた３角フラスコに３０ｇのＴＳ−１の珪酸チタン（チタン２．１重量％、空気中で５５０℃において焙焼）３０ｇ及び１００ｇの脱イオン水を装入した。パラジウムジブロミド（０．３８ｇ）を３０重量％の水酸化アンモニウム１５ｇ中に溶解し、そしてその珪酸チタンスラリーに１０分間にわたり加えた。この反応混合物を２３℃において２時間攪拌した。その液体を５０℃において回転蒸発により分離した。その固型分を真空オーブンの中で５０℃において４時間にわたり乾燥した。次にその乾燥した固型分をガラス管に移し、そして１５０℃において窒素（１００ｃｃ／分）で４時間にわたり処理した。この触媒は約０．５重量％のＰｄを含んでいた。
【００３４】
触媒Ｅ
テフロン被覆した攪拌棒を備えた３角フラスコに３０ｇのＴＳ−１の珪酸チタン（チタン１．２重量％、空気中で５５０℃において焙焼）３０ｇ及び１００ｇの脱イオン水を装入した。パラジウムジブロミド（０．３８ｇ）を３０重量％の水酸化アンモニウム１５ｇ中に溶解し、そしてその珪酸チタンスラリーに１０分間にわたり加えた。この反応混合物を２３℃において２時間攪拌した。その液体を５０℃において回転蒸発により分離した。固型分を真空オーブンの中で５０℃において４時間にわたり乾燥した。次にその乾燥した固型分をガラス管に移し、１５０℃において窒素（１００ｃｃ／分）で４時間にわたり処理した。この触媒は約０．１２５重量％のＰｄを含んでいた。
【００３５】
表１に示した結果から見ることができるように、いずれの場合にもホスフィンの添加はプロパン生成をはっきりと低下させ、プロピレンの所望のプロピレンオキサイド生成物への選択率を大きく高めた。
【００３６】
上記の触媒Ｄを使用して、運転８は同じ反応条件のもとで、但し１０ｇのメタノールの中１００ｍｇのベンゾチオフェンを添加して実施した。結果は次の表２に示す通りであり、そしてこの修飾剤の添加の結果プロパンがはっきりと減少したことを明瞭に示している。
【００３７】
【表２】
発明の分野
本発明は、オレフィン類を酸化してエポキシドを得る方法に関する。より詳細には、本発明はトリフェニルホスフィンのような燐、硫黄、セレン又は砒素を含む修飾剤をパラジウムのような貴金属で改質されたチタンゼオライトやバナジウムゼオライトの触媒の選択性を高めるために使用する改良されたエポキシド化方法に関する。
【０００２】
発明の背景
エポキシド化合物はポリエーテルポリオール類、グリコール類、グリコールエーテル類、界面活性剤、機能性液体、燃料添加物等の製造に有用な化学的中間生成物の重要な群を構成する。各種のエポキシドを対応するオレフィンから合成するために多くの異なった方法が文献に記述されている。Ｔｏｓｏｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡され、そして１９９２年に公開された日本国特許出願（公開第４−３５２７７１号）はプロピレン、水素及び酸素を、第８族の金属と結晶性チタノ珪酸とを含む触媒を用いて反応させることによるプロピレンオキサイドの製造を提案している。これに続いて、この基本的プロセスの種々の改良或いは変法が下記の公開された特許出願に記述されている：ＷＯ ９７／２５１４３、ＤＥ １９６００７０９、ＷＯ ９６／０２３２３、ＷＯ ９７／４７３８６、ＷＯ ９７／３１７１１、ＪＰ Ｈ８−２６９０３０及びＪＰ Ｈ８−２６９０２９。
【０００３】
いずれの化学的方法でもそうであるように、この型のエポキシド化方法においても更なる改良が達成されるのが望ましいであろう。中でも、エポキシドへの選択性を高め、そしてその触媒の有効寿命を延長することは、そのような方法の産業上の可能性をいちじるしく高めるであろう。これらの文献に記述されている反応条件や触媒を用いた場合、例えばオレフィンの対応する飽和炭化水素への水素添加は所望のエポキシド化反応と競合する。この副反応を抑制するための有効な方法を見出すのが大いに有利であろう。
【０００４】
発明の要約
本発明は、オレフィン、水素及び酸素を、（ａ）チタンゼオライト又はバナジウムゼオライトと貴金属とを含む触媒、及び（ｂ）有機ホスフィン、有機ホスフィンオキシド及びベンゾチオフェンよりなる群から選ばれる修飾剤の存在のもとに、そのオレフィンに対応するエポキシドを形成させるのに効果的な温度において反応させることを特徴とするエポキシドの製造方法を提供する。
【０００５】
発明の詳細な説明
本発明において用いられる触媒はチタンゼオライト又はバナジウムゼオライト及び貴金属（好ましくは周期律表第８族の元素）とを含む。好適なゼオライトは、その格子構造の中に置換されているチタン又はバナジウム原子を有する多孔質の分子篩い構造を有する結晶性の物質である。使用するゼオライトの選択は、そのエポキシド化されるべきオレフィンの大きさと形とを含む多くの因子に依存するであろう。例えば、そのオレフィンがエチレン、プロピレン又は１−ブテンのような低級脂肪族オレフィンである場合には、珪酸チタンのような比較的小さな空孔のチタンゼオライト又はバナジウムゼオライトを使用するのが好ましい。オレフィンがプロピレンである場合には、ＴＳ−１の珪酸チタン又は珪酸バナジウムを使用するのが特に有利である。シクロヘキサンのようなかさばったオレフィンについてはゼオライトベータと同形の構造を有するチタンゼオライトのような大空孔のチタンゼオライトが好ましいであろう。
【０００６】
この方法のエポキシド化段階における触媒として有用なチタン含有ゼオライトは分子篩いの格子構造の中で珪素原子の１部がチタン原子で置き換えられたゼオライト様物質の群を含む。そのような物質はこの技術において周知である。
【０００７】
特に好ましいチタン含有ゼオライトは、一般に珪酸チタンと呼ばれている分子篩いの群を含み、中でも「ＴＳ−１」（ＺＳＭ−５アルミノ珪酸塩ゼオライトのそれと類似のＭＦＩ分子配列を有する）、「ＴＳ−２」（ＺＳＭ−１１アルミノ珪酸塩ゼオライトのそれと類似のＭＥＬ分子配列を有する）及び「ＴＳ−３」（ベルギー特許第１，００１，０３８号に記述されている）を含む。同様に使用するのに好適なものは、ゼオライトベータ、モルデナイト、ＺＭＳ−４８、ＺＳＭ−１２及びＭＣＭ−４１と同形の格子構造を有するチタン含有分子篩いである。このチタン含有ゼオライトは、硼素、鉄、アルミニウム等が少量存在していてもよいけれども、好ましくはその格子構造の中にチタン、珪素及び酸素以外の元素を含まないのがよい。錫又はバナジウムのような他の金属も、米国特許第５，７８０，６５４号及び同第５，７４４，６１９号に記述されているように、そのゼオライトの格子構造の中にチタンに加えて存在していてもよい。
【０００８】
本発明の方法に用いるのに適した好ましいチタン含有ゼオライト触媒は、次の実験式、すなわち ｘＴｉＯ2（１−ｘ）ＳｉＯ2 （但しｘは０．０００１と０．５００との間である）に相当する組成を有する。より好ましくは、このｘの値は０．０１から０．１２５までである。このゼオライトの格子構造の中のＳｉ：Ｔｉのモル比は有利には９．５：１から９９：１まで（最も好ましくは９．５：１から６０：１まで）である。比較的チタンに富んだゼオライトの使用も望ましいであろう。
【０００９】
いずれの貴金属（すなわち金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム）も単独で、又は組み合わせて使用することができるけれども、パラジウムが特に望ましい。典型的には、その触媒の中に存在する貴金属の量は０．０１重量％から２０重量％まで、好ましくは０．１重量％から５重量％までの範囲である。その貴金属が触媒の中へ取り入れられる方法は特に重要であるとは考えられない。例えば、その貴金属はゼオライトの上に含浸法等によって、或いは、最初、例えばシリカ、アルミナ、活性炭等のような他の物質の上に担持させておき、次にそのゼオライトと物理的に混合することによってそのゼオライトの上に担持させることができる。これと異なって、水酸化アンモニウムを加え、又は加えることなく、例えばＰｄテトラアムミンクロリドとのイオン交換によって、貴金属をゼオライトの中に取り入れることができる。その触媒は濾過及び洗浄によって回収され、そしてハロゲン化物を実質的に含まない（＜０．１重量％）。貴金属源として用いられる貴金属化合物又は錯塩の選択については特別な制限はない。例えば、このような目的に適した化合物は貴金属類の硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物（例えば塩化物、臭化物）、カルボン酸塩（例えば酢酸塩）及びアミン錯塩を含む。同様に、貴金属の酸化状態は重要であるとは考えられない。例えば、パラジウムの場合にはこのパラジウムは０価から＋４価までのいずれかの酸化状態或いはそのような酸化状態のいずれかの組み合わせにあることができる。所望の酸化状態又は酸化状態の組み合わせを達成するためには、その貴金属化合物をその触媒の中へ導入した後に、完全に、又は部分的に予備還元することができる。しかしながら、なんら予備還元することなく満足な触媒性能を達成することができる。パラジウムの活性状態を達成するためには、その触媒を窒素、真空、水素或いは空気中での熱処理のような前処理にかけることができる。
【００１０】
この触媒は追加的にバインダ等を含むことができ、そしてエポキシド化に使用するに先立っていかなる所望の形にも型打ちし、スプレー乾燥させ、成形し、又は押出し成形することができる。貴金属に加えてこの触媒は、例えばランタニド系列の金属（例えばユーロピウム）、鉄、コバルト、ニッケル、硼素、アルミニウム、燐、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、銅、亜鉛、ガリウム又はジルコニウムのような追加的元素で改質されていてもよい。
【００１１】
本発明の方法において使用するのに適した触媒、並びにそれらの調製方法は、次の公開された特許出願に詳細に記述されている：米国特許第５，８５９，２６５号、ＪＰ ４−３５２７７１、ＷＯ ９７／３１７１１、ＤＥ １９６００７０９、ＷＯ ９６／０２３２３、ＷＯ ９７／４７３８６、ＷＯ ９７／２５１４３、ＪＰ Ｈ８−２６９０３０及びＪＰ Ｈ８−２６９０２９。
【００１２】
上述した触媒は本発明に従い燐、硫黄、セレン又は砒素の化合物の修飾剤と組み合わせて用いられる。この修飾剤が作用する正確な機構は知られていないけれども、これらの化合物はエポキシド化の間に存在した場合に、通常、そのオレフィンの対応する飽和炭化水素への望ましくない水素添加を抑制し、それによって所望のエポキシドへの選択性を大きく改善する。或る場合にはそのチタンゼオライトの空孔直径よりも大きな分子断面を有する修飾剤を使用することが望まれる。例えば、そのチタンゼオライトがＴＳ−１珪酸チタンである場合に、その改質剤は好ましくは約６オングストロームよりも大きな分子断面を有するのがよい。使用するのに好適な燐修飾剤の一般的な群は有機ホスフィン類、有機ホスフィンオキシド類、有機亜燐酸化合類及び有機燐酸化合物を含む。類似の有機アルシン及び有機アルシンオキシドを使用することができる。有機ホスフィン類及び有機ホスフィンオキシド類が特に改質剤において用いるのに好ましく、中でも３個の有機置換基を有する有機ホスフィン類及び有機ホスフィンオキシド類（すなわち第３級有機ホスフィン類）が好ましい。好ましくは、少なくとも１個の、そして最も好ましくは３個の置換基が全てフェニル及び置換フェニルのような芳香族基である。トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンオキシド及びメチルジフェニルホスフィンオキシドが特に有効な修飾剤の例である。有機燐酸化合物の例は、例えば燐酸トリエチル又は燐酸トリメチルのような燐酸トリアルキルであり、有機亜燐酸化合物の例は、例えば亜燐酸トリエチルエステル、亜燐酸トリメチルエステル等のような亜燐酸トリアルキルエステルである。１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、１，３−ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン、１，４−ビス（ジフェニルホスフィノ）ブタン、１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン及びＯ−イソプロピリデン−２，３−ジヒドロキシ−１，４−ビス（ジフェニルホスフィノ）ブタンのような有機ジホスフィン類及び有機ジホスフィンオキシド類を使用することができる。トリフェニルアルシン、トリフェニルアルシンオキシドのような匹敵する砒素化合物が使用できる。ベンゾチオフェン及びジベンゾチオフェンのような有機硫黄化合物が有用である。類似のセレン化合物を使用することができる。触媒は、エポキシド化に使用するに先立って、貴金属の導入の前又はその後で、かつその貴金属の還元の前又はその後に修飾剤で処理することができるけれども、本発明の特に好ましく、かつ好都合な具体例の１つにおいては、修飾剤はそのエポキシド化が行なわれている反応媒体に単純に加えられる。修飾剤はその反応媒体にエポキシド化の開始に先立ち、又はそれに引き続いて１度に導入してもよく、或いは増分的又は連続的に加えてもよい。
【００１３】
用いる修飾剤の量は特に重大であるとは思われないけれども、最小限でもこの修飾剤の存在しない同様な条件のもとで行なわれる同じ反応と比較してそのエポキシドへの選択性を改善するのに効果的であるべきである。修飾剤を多量に使用することはエポキシド化を阻害するとは思われないが、或る特定の水準を超えては、触媒性能はほんの僅かしか改善され得ない。一般的に言うならば、典型的には約１００：１から０．０１：１まで（より好ましくは約５０：１から０．０５：１まで）の範囲の改質剤：貴金属のモル比が好適である。
【００１４】
用いられるオレフィンは、少なくとも１個のエチレン性不飽和部位（すなわち少なくとも１つの炭素−炭素２重結合）を含むいかなる有機化合物であってもよい。このオレフィンは脂肪族性、芳香族性又は環状脂肪族性であり、かつ鎖状又は分岐鎖状の構造を有していてもよく、エチレン性不飽和部位は末端及び／又は中間位置にあってもよい。このオレフィンは好ましくは２−３０個の炭素原子を含むが、本発明の方法は特にＣ2−Ｃ6のモノオレフィンのエポキシド化に適している。例えば、ジエンやトリエンのように１つよりも多い２重結合が存在していてもよい。このオレフィンは炭化水素であってもよいが（すなわち炭素及び水素の原子のみを含む）、ハロゲン、カルボキシル、ヒドロキシル、エーテル、カルボニル、シアノ又はニトロ基等のような種々の官能基を含んでいてもよい。
【００１５】
好適なオレフィンの典型的な例はエチレン、プロピレン、１−ブテン、cis-及びtrans-２−ブテン、イソブテン、１，３−ブタジエン、ペンテン、イソプレン、ヘキセン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、シクロペンテン、シクロヘキセン、ジシクロペンタジエン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘキセン、塩化アリル、アリルアルコール、塩化メタリル、メタリルアルコール、アクリル酸アルキル及びメタクリル酸アルキル、不飽和脂肪酸類及びそれらのエステル類、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、インデン及びスチルベンを含む。もちろん、いくつかのオレフィンの混合物も所望により用いることができる。本発明の方法は特にプロピレンをプロピレンオキサイドに転化するのに有用である。
【００１６】
本発明の方法は、上記の必要な修飾剤が、オレフィン、水素及び酸素が触媒と接触している間に存在しているならば、次の公開された特許出願に記載されている反応条件（例えば温度、反応剤比率等）のもとで好適に実施することができる：ＷＯ ９６／０２３２３、ＷＯ ９７／２５１４３、ＤＥ１９６００７０９、ＷＯ ９７／３１７１１、ＷＯ ９７／４７３８６、ＪＰ ４−３５２７７１、ＪＰ Ｈ８−２６９０２９及び Ｈ８−ｉ６９０３０。
【００１７】
用いられる触媒の量はそのチタンゼオライトの中に含まれるチタンの単位時間あたり供給されるオレフィンに対するモル比に基いて決定することができる。典型的には、０．００００１から０．１までのチタン／オレフィンの供給比率を与えるのに充分な触媒が存在する。エポキシド化に必要な時間は、ガスの時間空間速度、すなわち単位触媒容積当り１時間当たりのオレフィン、水素、酸素及び担体ガスの合計容積（ＧＨＳＶと略記する）に基いて決定することができる。１０ないし１０，０００ｈｒ-1の範囲のＧＨＳＶが典型的に満足できる。
【００１８】
反応させるオレフィンによって本発明のエポキシド化は液相、ガス相或いは超臨界相において実施することができる。液体反応媒体を用いる場合には、その触媒は懸濁液又は固定床の形であるのがよい。この方法は連続流、半バッチ式又はバッチ式の操作を用いて行なうことができる。
【００１９】
エポキシド化を液相において行なう場合には、１−１００バールの圧力において１種以上の溶媒の存在のもとに行なうのが有利である。好適な溶媒は、それらに限定されるものではないが、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール及びｔｅｒｔ−ブタノールのような低級脂肪族アルコール類、或いはそれらの混合物並びに水を包含する。弗素化されたアルコール類も使用することができる。ここにあげたアルコール類と水との混合物も使用することができる。
【００２０】
本発明のエポキシド化は、所望のオレフィンのエポキシド化を達成するのに効果的な温度、好ましくは０−１２５℃の範囲（より好ましくは２０−８０℃）の温度において行なわれる。水素の酸素に対するモル比は通常はＨ2：Ｏ2＝１：１０から５：１までの範囲で変えることができ、そして特に好ましくは１：５ないし２：１である。酸素のオレフィンに対するモル比は通常、１：１ないし１：２０であり、そして好ましくは１：１．５ないし１：１０である。Ｏ2のオレフィンに対する比較的高いモル比（例えば１：１ないし１：３）が或る種のオレフィン類には有利であることがある。担体ガスとしてはいかなる所望の不活性ガスも使用することができる。オレフィンの担体ガスに対するモル比は、通常、１：１００ないし４：１の範囲、そして特に２０：１ないし１：１の範囲である。
【００２１】
不活性担体ガスとしては、窒素や２酸化炭素の他に、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンのような貴ガス類が好適である。１ないし８個、特に１ないし６個、そして好ましくは１ないし４個の炭素原子を含む飽和炭化水素、例えばメタン、エタン、プロパン及びｎ−ブタンも好適である。窒素及びＣ1−Ｃ4の飽和炭化水素が好ましい不活性担体ガスである。上にあげた不活性担体ガスの混合物も使用することができる。
【００２２】
特に本発明によるプロピレンのエポキシド化においては、プロパンを、担体ガスの適当な過剰量の存在においてプロピレン、プロパン、水素及び酸素の混合物の爆発限界が安全に避けられ、また従ってその反応器の中或いは供給ラインや排出ラインの中でなんら爆発混合物が形成されないような方法で供給することができる。
【００２３】
例
水酸化アンモニウム中のＰｄＢｒ2溶液を１．１重量％のＴｉが含まれているＴＳ−１珪酸チタンの上に含浸させることによって０．５重量％のＰｄを含む触媒を調製した。この触媒を乾燥して水素であらかじめ還元することなくそのまま使用した。エポキシド化反応は大気圧において、３ｇの触媒を用い、１００ｍｌのメタノールの中で４５℃において行なった。この反応器へのガス供給物はＮ2の中の５％のＯ2の４４ｃｃ／分及びプロピレン／Ｈ2の８０／２０の混合物の６ｃｃ／分よりなっていた。メタノールを含んだ蒸発器を供給ラインの中に置いて反応器の溶媒の蒸発による損失を防止した。反応器の排出流をオンラインガスクロマトグラフィーによって直接分析した。
【００２４】
流れ状態で２１８．５時間の後に、反応混合物に２０ｍｌのメタノール中の０．２ｇのトリフェニルホスフィンの溶液を反応混合物に加えた。この反応器の排出流の中のプロピレンオキサイドの量はトリフェニルホスフィンの添加に際して低下したが、後にはトリフェニルホスフィン添加以前よりも高い水準に上昇した（＞１６００ｐｐｍ対約１２００ｐｐｍ）。最も重要なことは、その反応器排出流の中のプロパン（プロピレンの水素化による）の量がトリフェニルホスフィン添加に際して大きく減少し、そして低く保たれたことである。プロピレンオキサイドへの選択率｛プロピレンオキサイド／（プロピレンオキサイド＋プロパン）｝が、トリフェニルホスフィン添加の前は６０％よりも低かったのに比べてトリフェニルホスフィンの添加の後では９５％よりも高かった。プロピレンオキサイドの形成のための酸素の利用率（ＰＯ／消費Ｏ2）も、ホスフィン添加の前（約３３％）よりもホスフィン添加の後では高かった（４０％）。
【００２５】
このエポキシド化反応を繰返したが、但し１２０ｍｌメタノールを用い、そして運転の最初から修飾剤として加えた０．２２ｇのトリフェニルホスフィンを用いた。流れ状態で最初の９５時間の間に９８％以上のプロピレンオキサイドへの選択率が観測されたが、この時点でのその反応器排出流のプロピレンオキサイド収量は１１００ｐｐｍであった。流れ状態においてその選択率はその後でゆっくりと、１６５時間のところで９０％まで低下したが、プロピレンオキサイド収量は１６００ｐｐｍに上昇した。
【００２６】
１連の追加的な実験運転を行なった。反応を、６０℃において実施した運転６を除いて、４５℃及び３ｐｓｉｇにおいてテフロン攪拌棒（１０００ｒｐｍ）を備えたガラス反応器の中で実施した。この反応器の中へのガス流量は、プロピレン／水素（２０容積％の水素）で２５．１ｃｃ／分、そして窒素／酸素／メタン（容積で５％のＯ2、０．６％のメタン、残分の窒素）で８８．６ｃｃ／分であった。溶媒を含んだ蒸発器を供給ラインの中に置いて反応溶媒の蒸発による損失を防いだ。運転１ないし６においては１１２ｇのメタノール／水（重量で７５／２５）中で３ｇの触媒を用いた。運転７においては１３０ｇの水の中で３ｇの触媒を用いた。反応器排出流をオンラインガスクロマトグラフィーによって直後に分析した。
【００２７】
これらの運転において反応は定常的な条件に達するまで実施し、この時点において約１０ｃｃの反応溶媒中の表記のホスフィンを加えた。運転１ないし５においては２００ｍｇのホスフィンを加え、運転６−７においては１９０ｍｇのホスフィンオキサイドを加えた。
【００２８】
下記の表にホスフィン添加前後における反応器排出流中のプロパン及びプロピレンの定常状態濃度を示す。
【００２９】
【表１】
上に用いた触媒は次のように調製した：
触媒Ａ
硝酸テトラアムミンパラジウム（７．７７ｇ）を２５重量％の水酸化アンモニウム水溶液３１０ｇ中に溶解し、２３℃において３日間攪拌し、濾過した。１口丸底フラスコ中で１５ｇのＴＳ−１の珪酸チタン（チタン２．１重量％、空気中で５５０℃において４時間焙焼）を６０ｇの脱イオン水の中で攪拌した。このスラリーに７．１ｇの上記硝酸テトラアンミンパラジウムの溶液を加えて窒素雰囲気のもとに８０℃において２４時間加熱した。液体を５０℃において回転蒸発によって除去した。固型分を真空オーブンの中で６０℃において２４時間にわたり乾燥した。次いでその固型分をオーブンの中で窒素の雰囲気のもとに１５０℃において４時間焙焼した。この触媒は約０．５重量％のＰｄを含んでいた。
【００３１】
触媒Ｂ
テフロン被覆した攪拌棒を備えた３角フラスコに３０ｇのＴＳ−１の珪酸チタン（チタン１．２重量％、空気中で５５０℃において焙焼）３０ｇ及び１００ｇの脱イオン水を装入した。テトラアムミンパラジウムジクロリド水和物（０．３８ｇ）を３０重量％の水酸化アンモニウム１５ｇの中に溶解してその珪酸チタンスラリーに１０分間にわたり加えた。この反応混合物を２３℃において２４時間攪拌した。このスラリーを遠心分離し、そしてその液体を傾瀉した。その固型分を脱イオン水で４回洗浄した。この固型分を真空オーブンの中で５０℃において４時間にわたり乾燥した。次にその乾燥した固型分をガラス管に移し、そして１５０℃において窒素で４時間にわたり処理した（１００ｃｃ／分）。この触媒は約０．５重量％のＰｄを含んでいた。
【００３２】
触媒Ｃ
この触媒は２倍量の硝酸テトラアムミンパラジウムを用いたことを除いて触媒Ａに置けると同様な方法で調製した。約１％のＰｄを含む触媒を得た。
【００３３】
触媒Ｄ
テフロン被覆した攪拌棒を備えた３角フラスコに３０ｇのＴＳ−１の珪酸チタン（チタン２．１重量％、空気中で５５０℃において焙焼）３０ｇ及び１００ｇの脱イオン水を装入した。パラジウムジブロミド（０．３８ｇ）を３０重量％の水酸化アンモニウム１５ｇ中に溶解し、そしてその珪酸チタンスラリーに１０分間にわたり加えた。この反応混合物を２３℃において２時間攪拌した。その液体を５０℃において回転蒸発により分離した。その固型分を真空オーブンの中で５０℃において４時間にわたり乾燥した。次にその乾燥した固型分をガラス管に移し、そして１５０℃において窒素（１００ｃｃ／分）で４時間にわたり処理した。この触媒は約０．５重量％のＰｄを含んでいた。
【００３４】
触媒Ｅ
テフロン被覆した攪拌棒を備えた３角フラスコに３０ｇのＴＳ−１の珪酸チタン（チタン１．２重量％、空気中で５５０℃において焙焼）３０ｇ及び１００ｇの脱イオン水を装入した。パラジウムジブロミド（０．３８ｇ）を３０重量％の水酸化アンモニウム１５ｇ中に溶解し、そしてその珪酸チタンスラリーに１０分間にわたり加えた。この反応混合物を２３℃において２時間攪拌した。その液体を５０℃において回転蒸発により分離した。固型分を真空オーブンの中で５０℃において４時間にわたり乾燥した。次にその乾燥した固型分をガラス管に移し、１５０℃において窒素（１００ｃｃ／分）で４時間にわたり処理した。この触媒は約０．１２５重量％のＰｄを含んでいた。
【００３５】
表１に示した結果から見ることができるように、いずれの場合にもホスフィンの添加はプロパン生成をはっきりと低下させ、プロピレンの所望のプロピレンオキサイド生成物への選択率を大きく高めた。
【００３６】
上記の触媒Ｄを使用して、運転８は同じ反応条件のもとで、但し１０ｇのメタノールの中１００ｍｇのベンゾチオフェンを添加して実施した。結果は次の表２に示す通りであり、そしてこの修飾剤の添加の結果プロパンがはっきりと減少したことを明瞭に示している。
【００３７】
【表２】
Claims (18)
- オレフィン、水素及び酸素を、（ａ）チタンゼオライト又はバナジウムゼオライトと貴金属とを含む触媒、及び（ｂ）有機ホスフィン、有機ホスフィンオキシド及びベンゾチオフェンよりなる群から選ばれる修飾剤の存在のもとに、そのオレフィンに対応するエポキシドを形成させるのに効果的な温度において反応させることを特徴とするエポキシドの製造方法。
- 修飾剤が有機ホスフィン及び有機ホスフィンオキシドよりなる群から選ばれる請求項１に記載の方法。
- 触媒がチタンゼオライトと貴金属とを含み、修飾剤がチタンゼオライトの空孔直径よりも大きな分子断面を有する請求項１に記載の方法。
- チタンゼオライトが珪酸チタンである請求項１に記載の方法。
- オレフィンがＣ2−Ｃ6のモノオレフィンである請求項１に記載の方法。
- 貴金属がパラジウムである請求項１に記載の方法。
- Ｃ2−Ｃ6のモノオレフィン、水素及び酸素を、（ａ）珪酸チタン又は珪酸バナジウムとパラジウムとを含む触媒、及び（ｂ）有機ホスフィン、有機ホスフィンオキシド及びベンゾチオフェンよりなる群から選ばれる修飾剤の存在のもとに、２０℃から８０℃までの温度において反応させてそのＣ2−Ｃ6のモノオレフィンに対応するエポキシドを形成させることを特徴とするエポキシドの製造方法。
- 修飾剤が３個の有機置換基を有するホスフィン又はホスフィンオキシドである請求項７に記載の方法。
- 有機置換基が芳香族置換基である請求項８に記載の方法。
- 修飾剤がトリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンオキシド及びこれらの混合物よりなる群から選ばれる請求項７に記載の方法。
- Ｃ2−Ｃ6のモノオレフィンがプロピレンである請求項７に記載の方法。
- 珪酸チタンがＴＳ−１である請求項７に記載の方法。
- 上記反応を液体媒体中で実施する請求項７に記載の方法。
- 上記液体媒体がメタノール及び水からなる、請求項１３に記載の方法。
- 修飾剤を上記液体媒体中へ導入する請求項１３に記載の方法。
- 触媒が０．１ないし５．０重量％のＰｄを含む請求項６に記載の方法。
- 修飾剤：貴金属のモル比が５０：１から０．０５：１までの範囲にある請求項６に記載の方法。
- 修飾剤がベンゾチオフェンである請求項１に記載の方法。
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