一種1,2-環氧丁烷的合成方法
2023-10-27 16:18:37 2
一種1,2-環氧丁烷的合成方法
【專利摘要】本發明公開了一種1,2-環氧丁烷的合成方法，該方法主要是通過一步氧化法製得1,2-環氧丁烷，所述氧化劑為雙氧水。本發明整個過程工藝流程簡單、反應收率高、生產成本較低、環境友好。
【專利說明】-種1,2-環氧丁烷的合成方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種有機化工中間體的合成工藝，具體涉及一種1，2-環氧丁烷合成 的新工藝。
【背景技術】
[0002] 1，2-環氧丁烷（B0)，又稱氧化丁烯，是一種重要的有機化工中間體，用途十分廣 泛，主要用於製造中間體和聚合物、代替丙酮作為硝基漆的稀釋劑、色譜分析的標準物質 等，還可用作含氯化合物的抗氧劑、生產氯乙烯樹脂的抗腐蝕劑、表面活性劑、汽油添加劑、 1，1，1-三氯乙烷（CH 3_CC13)和其它氯化溶劑的穩定劑等。
[0003] 1，2-環氧丁烷的生產路線有氯醇法、直接氧化法和間接氧化法。工業上1，2-環氧 丁烷的主要生產方法至今仍採用氯醇法工藝，即首先用次氯酸使1- 丁烯氯醇化，再經皂化 得到1，2-環氧丁烷。採用該工藝合成1，2-環氧丁烷時需要消耗大量的Cl2，設備腐蝕嚴 重，並且生產中產生含CaCl 2和有機氯化物的廢水、廢渣，對環境造成了極大汙染，不符合綠 色化學和清潔生產的要求，因此隨著環境保護要求的日益提高，該工藝勢必將被淘汰。
[0004] 近年來，1- 丁烯在催化劑作用下直接環氧化生成1，2-環氧丁烷的方法正在引起 人們的關注。採用直接環氧化法生產1，2-環氧丁烷不僅優化了生產流程，還減少了環境汙 染。目前，基本採用雙氧水為氧源進行環氧化反應，存在的主要不足是1，2-環氧丁烷選擇 性低、收率低、不能連續化反應。
【發明內容】
[0005] 本發明從優化工藝流程、提高選擇性、提高反應收率、連續化生產等角度出發，提 出了一種1，2-環氧丁烷合成的新工藝。
[0006] 為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
[0007] -種1，2_環氧丁烷的合成方法，該方法包括以下步驟：將摩爾比為1 :0.5?5: 0. 8?3的甲苯、磷酸三丁酯、質量濃度為30%?80%雙氧水的混合液經脫水後得到工作 液，在工作液中充入1- 丁烯，在溫度為50?100°C、壓力0. 1?0. 8Mpa和催化劑存在下反 應生成1，2-環氧丁烷，其中，1- 丁烯和質量濃度為30%?80%雙氧水摩爾比為2?5 :1。 該方法的反應時間為2?8h。優選混合液中甲苯、磷酸三丁酯、質量濃度為30%?80%雙氧 水的摩爾比為1 :〇. 5?3 :0. 8?3。優選反應壓力為0. 1?0. 6Mpa，優選反應溫度為50? 90。。。
[0008] 所述的催化劑為矽鎢雜多酸鹽、磷鎢雜多酸鹽、磷鑰雜多酸鹽中的一種或它們的 任意混合物。所述的混合物可為矽鎢雜多酸鹽、磷鎢雜多酸鹽、磷鑰雜多酸鹽中任意兩種混 合。
[0009] 本發明所述催化劑用量相對於工作液的質量濃度為1?3%。
[0010] 所述催化劑可循環套用2?10次。
[0011] 本發明可使用固定床反應器、流化床反應器、管道反應器中的一種或他們的組合。
[0012] 與現有技術比較本發明的有益效果：本發明採用此一步氧化法合成1，2-環氧丁 烷，克服了氯醇法造成的設備腐蝕嚴重、環境汙染等缺陷，整個過程簡單、無汙染、可連續化 生產，1，2-環氧丁烷的選擇性可達99%以上，1，2-環氧丁烷對過氧化氫的產率可達95%以 上，適於大規模的工業化生產。
【具體實施方式】
[0013] 以下通過具體實施例對本發明進行進一步解釋說明：
[0014] 其中，矽鎢雜多酸鹽（分子式Si02 ·Ι03 ·24Η20,國藥集團化學試劑有限公司），磷 鎢雜多酸鹽（分子Sh3pw 12o4(i，瀋陽國藥集團化學試劑有限公司），磷鑰雜多酸鹽（分子式 H3PM〇1204Q，瀋陽國藥集團化學試劑有限公司）
[0015] 實施例1 :
[0016] 將摩爾比為1 :0.5 :0.8的甲苯、磷酸三丁酯、30% (質量濃度）雙氧水的混合液注 入分水器中經減壓脫水後得到工作液，在工作液中充入1-丁烯，溫度50°C、壓力0. IMpa和 催化劑矽鎢雜多酸鹽存在下反應2h，，催化氧化1- 丁烯生成1，2-環氧丁烷。其中，1- 丁烯 和30%雙氧水摩爾比為2 :1，催化劑的質量濃度為1% (相對於工作液）。所得產物經色譜 分析，1，2-環氧丁烷的選擇性為99. 2 %，1，2-環氧丁烷對過氧化氫的產率為95. 6 %。
[0017] 實施例2:
[0018] 將摩爾比為1 :1. 5 :2· 6的甲苯、磷酸三丁酯、50% (質量濃度）雙氧水的混合液注 入分水器中經減壓脫水後得到工作液，在工作液中充入1- 丁烯，在溫度70°C、壓力0. 3Mpa 和催化劑矽鎢雜多酸鹽和磷鎢雜多酸鹽混合物（質量比1 :1)存在下反應4h，催化氧化 1-丁烯生成1，2-環氧丁烷。其中，1-丁烯和50%雙氧水摩爾比為4 :1，催化劑的質量濃 度為1.5 % (相對於工作液）。所得產物經色譜分析，1，2-環氧丁烷的選擇性為99. 5%， 1，2-環氧丁烷對過氧化氫的產率為96. 3%。
[0019] 實施例3:
[0020] 將摩爾比為1 :0.8 :1· 5的甲苯、磷酸三丁酯、50% (質量濃度）雙氧水的混合液 注入分水器中經減壓脫水後得到工作液，在工作液中充入1-丁烯，在一定溫度70°C、壓力 0. 5Mpa和催化劑磷鎢雜多酸鹽存在下反應5h，催化氧化1- 丁烯生成1，2-環氧丁烷。其 中，1-丁烯和50%雙氧水摩爾比為3:1，催化劑的質量濃度為2.0% (相對於工作液）。所 得產物經色譜分析，1，2-環氧丁烷的選擇性為99. 6%，1，2-環氧丁烷對過氧化氫的產率為 96. 8%。
[0021] 實施例4:
[0022] 將摩爾比為1 :3 :3的甲苯、磷酸三丁酯、80% (質量濃度）雙氧水的混合液注入 分水器中經減壓脫水後得到工作液，在工作液中充入1-丁烯，在溫度90°C、壓力0. 6Mpa和 催化劑存在下反應7h，催化氧化1- 丁烯生成1，2-環氧丁烷。其中，1- 丁烯和80%雙氧水 摩爾比為5 :1，催化劑為磷鎢雜多酸鹽和磷鑰雜多酸鹽混合物（質量比為1 :1)，催化劑濃 度為3.0 % (相對於工作液）。所得產物經色譜分析，1，2-環氧丁烷的選擇性為99. 3%， 1，2-環氧丁烷對過氧化氫的產率為95. 8%。
[0023] 對比例：
[0024] 利用2- 丁烯作為原料合成1，2-環氧丁烷的製備技術，其工藝流程如下：
【權利要求】
1. 一種1，2-環氧丁烷的合成方法，其特徵在於該方法包括以下步驟： 將摩爾比為1 :〇. 5?5 :0. 8?3的甲苯、磷酸三丁酯、質量濃度為30%?80%雙氧水 的混合液經脫水後得到工作液，在工作液中充入1-丁烯，在溫度為50?100°C、壓力0. 1? 0. 8Mpa和催化劑存在下反應生成1，2-環氧丁燒，其中，1- 丁烯和質量濃度為30%?80% 雙氧水摩爾比為2?5 :1。
2. 根據權利要求1所述的1，2-環氧丁烷的合成方法，其特徵在於該方法的反應時間為 2 ?8h。
3. 根據權利要求1所述的1，2-環氧丁烷的合成方法，其特徵在於所述的混合液中甲 苯、磷酸三丁酯、質量濃度為30%?80%雙氧水的摩爾比為1 :0. 5?3 :0. 8?3。
4. 根據權利要求1所述的1，2-環氧丁烷的合成方法，其特徵在於所述的反應壓力為 0· 1?0· 6Mpa，反應溫度為50?90°C。
5. 根據權利要求1所述的1，2-環氧丁烷的合成方法，其特徵在於所述的催化劑為矽鎢 雜多酸鹽、磷鎢雜多酸鹽、磷鑰雜多酸鹽中的一種或它們的任意混合物。
6. 根據權利要求5所述的1，2-環氧丁烷的合成方法，其特徵在於所述的混合物為矽鎢 雜多酸鹽、磷鎢雜多酸鹽、磷鑰雜多酸鹽中任意兩種混合。
7. 根據權利要求1所述的1，2-環氧丁烷的合成方法，其特徵在於所述催化劑相對於工 作液的質量濃度為1?3%。
8. 根據權利要求1所述的1，2-環氧丁烷的合成方法，其特徵在於所述催化劑循環套用 2?10次。
【文檔編號】C07D303/04GK104098531SQ201410361395
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】李健, 張開炳, 方紅新, 葛九敢, 薛誼 申請人:南京紅太陽新材料有限公司