[发明专利]一种疏水性铼离子液体催化烯烃环氧化的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工催化领域，尤其涉及一种以疏水性铼离子液体催化 烯烃环氧化的方法。

背景技术

传统的烯烃环氧化工艺中，要使用大量的二氯甲烷等有机溶剂，不 仅工艺复杂，而且产率低，另外大量的有机溶剂直接排放到自然界中， 对环境造成污染。

为了提高产率，也有采用催化剂的，但催化剂都为固体催化剂，如 以甲基三氧化铼(MTO)为催化剂，催化烯烃环氧化，甲基三氧化铼价 格贵，而且不能回收重复利用，造成工艺成本高。

离子液体是一种无味、无污染、易回收、可反复多次循环使用 的绿色溶剂。用离子液体做催化剂不仅可以加速化学反应的过程， 而且降低对环境的污染，减少废物的产生。

从理论上讲离子液体可能有1万亿种，因此选择适宜的离子液体， 即可实现催化效应，提高收率，又可以实现作为离子液体反应结束后可 回收，循环再利用，同时又可解决现有工艺存在的问题，减少环境污染， 将产生巨大的经济及社会效益。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种成本低，产率高， 不污染环境，催化剂可回收和循环利用的一种疏水性铼离子液体催化烯 烃环氧化的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种疏水性铼离子 液体催化烯烃环氧化的方法：以疏水性铼离子液体为催化剂，将疏水性 铼离子液体预热至40～70℃，加入氧化剂，混合均匀后，加入反应底物 烯烃，疏水性铼离子液体的摩尔数为烯烃摩尔数的10～100％，常压下， 反应1.5小时～3小时，以己烷萃取后，得目标产物。经气相色谱分析， 催化产物单一，为该烯烃的环氧化物。

所述的氧化剂是过氧化脲，优选的，氧化剂的用量是：氧化剂的摩 尔数为烯烃摩尔数的1.0～2.5倍。

所述的疏水性铼离子液体的制备方法如下：

取溴化庚基咪唑，用去离子水溶解后，于羟基树脂中进行离子交换， 收集流出液，加入到铼酸铵水溶液中，在70～90℃搅拌3～5小时，旋 转蒸发除去水份，冷却后加入无水甲醇和乙腈混合溶液，密封剧烈搅拌， 于-30～-40℃放置10～15小时，减压蒸馏，除去甲醇和乙腈，真空干 燥。优选的，溴化庚基咪唑与铼酸铵的摩尔比是：1∶1～1.5。

本发明中，铼离子液体(SMIRe)的结构式如下：

铼离子液体(SMIRe)呈淡黄色透明液体，粘度低，流动性好，不 溶于水，密度较大，在300℃下能稳定存在。由于铼离子液体(SMIRe) 具有疏水性，在后续的分离过程中，经过水洗，容易将产物与离子液体 分离，回收离子液体，将离子液体循环使用。

本发明的有益效果是：本发明采用疏水性铼离子液体做催化剂，工 艺简单，实现了均相催化，转化率均在95％以上，催化过程不涉及其它 有机溶剂，反应绿色无污染，保护了环境。由于本发明采用的离子液体 是疏水性的，因此，可通过水洗实现催化剂与体系的分离，催化剂可回 收循环利用，循环10次后转化率仍在90％以上。

附图说明：

图1疏水性铼离子液体的核磁表征图；

图2是铼离子液体催化环辛烯环氧化的气相谱图。

具体实施方式：

实施例1：疏水性铼离子液体催化环戊烯环氧化的方法

(一)疏水性铼离子液体的制备

取50g溴化庚基咪唑，用300ml去离子水溶解后，于羟基树脂中进 行离子交换，收集流出液，加入到1000ml 10％(w/w)的铼酸铵水溶液 中，在70～90℃搅拌3～5小时，旋转蒸发除去水份，冷却后加入无水 甲醇和乙腈混合溶液，密封剧烈搅拌10分钟，于-30～-40℃放置10～ 15小时，减压蒸馏，除去甲醇和乙腈，真空干燥。

疏水性铼离子液体的核磁表征图如图1。

(二)疏水性铼离子液体催化环戊烯环氧化的方法