[发明专利]有机化合物的氧化方法

说明书

发明领域

本发明涉及使用过氧化氢氧化有机化合物的方法。所述过氧化氢由氢气和氧气反应产生。

发明背景

过氧化氢是用于如水处理、纸浆和纸漂白和有机合成之类应用中的重要的中间化学品。目前，生产过氧化氢的工业化方法涉及蒽醌自氧化(参见，例如，美国专利4428923和6524547)。所述方法需要大量反应段和提纯段，使用大量的溶剂，并提供低于理想收率的过氧化氢。

也可以通过氢气和氧气在合适的催化剂存在下直接反应制得过氧化氢。由氢气和氧气生产过氧化氢的已知方法使用负载的过渡金属(3-12族元素)，尤其是铂族金属。已经确定了很多种无机和有机载体，包括活性炭(参见，例如，美国专利6,168,775和6,649,140)、氟化碳(参见，例如，美国专利5,846,898)、磺酸官能化的碳(参见，例如，美国专利6,284,213)、二氧化硅、氧化铝(参见，例如，美国专利5,961,948)、聚合物纤维(参见，例如，美国专利6,375,920)和离子交换树脂(参见，例如，美国申请公布号2003/0215383)。

在化学工业中，过氧化氢是有吸引力的氧化剂，因为水是唯一的副产物。例如，已经证明了用过氧化氢在钛沸石存在下氧化烷烃、芳烃和烯烃(见New Developments in Selective Oxidation，G.Centi和F.Trifiro，编辑，页33-38)。可以使用由氢气和氧气反应制备的过氧化氢溶液(参见，例如，美国专利6,284,213和6,888,013，美国申请公布号2004/0151658)。

最近，使用称作“微封装(microencapsulation)”的技术来制备具有改进性能的催化剂，正如最近出版物中所评论的(Chem.Commun.(2003)449和其中引用的参考文献；Angew.Chem.，Int.Ed.40(2001)3469；J.Am.Chem.Soc.120(1998)2985；美国申请公布号2005/0201925、2005/0202957和2005/0203304)。EP 0 498 166A1中公开了用4-溴代苯乙烯或苯乙烯浸渍的氧化铝负载的钯催化剂，所述4-溴代苯乙烯或苯乙烯随后被聚合(见实例7和对比例8)。所述聚(4-溴代苯乙烯)包覆的催化剂在由氢气和氧气生成过氧化氢中是有活性的。美国申请公布号2004/0184983描述了由以下物质组成的催化剂：(a)铂族中的一种或多种金属作为活性组分；(b)一种或多种聚烯烃；和(c)载体。所述聚烯烃溶解在溶剂中，得到的溶液用来浸渍所述载体或所述催化剂。所述催化剂用于由氢气和氧气在含有卤化的助催化剂和/或酸助催化剂的反应溶剂中生产过氧化氢。

发明概述

本发明是获得过氧化氢溶液的方法，该方法包括使氢气和氧气在生产H₂O₂的催化剂存在下在溶剂中反应。所述生产H₂O₂的催化剂包含聚合物封装的贵金属和离子交换树脂的组合物。所述方法还包括使有机化合物与所述过氧化氢溶液在氧化催化剂存在下反应以获得含氧的产物。生产H₂O₂的催化剂的聚合物封装改进了它的生产率并预期降低使用过程中的金属损失。

发明详述

本方法包括生产H₂O₂的步骤和氧化步骤。所述生产H₂O₂的步骤包括使氢气和氧气在生产H₂O₂的催化剂存在下在溶剂中反应以获得过氧化氢溶液，其中所述生产H₂O₂的催化剂包含聚合物封装的贵金属和离子交换树脂的组合物。所述氧化步骤包括使有机化合物与所述过氧化氢溶液在氧化催化剂存在下反应以获得含氧的产物。

生产H₂O₂的步骤