[发明专利]环氧化丙烯

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于环氧化丙烯以生产环氧丙烷的方法。

背景技术

环氧化物可利用多种技术生产。一种工业生产环氧化物的技术包括将烯烃与过氧化氢和一种以上催化剂在质子性介质中反应。但是，在质子性介质中的环氧化可能降低环氧化反应的选择性。除了降低选择性，当环氧化物与质子性介质反应时以及当环氧化物低聚和/或聚合时，在环氧化中形成的副产物的量可能提高。这种选择性的降低也提高了生产成本，因为环氧化物的收率更低，而且需要将副产物与环氧化物分离的步骤。

同样，为了提高环氧化方法的选择性，已经进行了努力。这些努力包括，使用预处理的催化剂和均匀的有机或无机化合物以改变反应混合物的pH。然而，尽管在这些以前的方法中环氧化反应的选择性可以增加，但是过氧化氢利用率、过氧化氢转化率以及催化剂的寿命可能同时降低。这些缺点降低了生产效率，在材料用量下产出较少的环氧化物。

发明内容

本发明提供了一种以上的环氧化丙烯的方法的实施方案。对于所述实施方案，环氧化丙烯包括将丙烯与过氧化氢溶液在预定pH，在催化剂和溶剂的存在下于预定的反应温度反应。对于所述实施方案，通过将过氧化氢溶液与负载型碱接触以从过氧化氢溶液中除去酸性物种，将过氧化氢溶液的pH调节至预定pH。对于所述实施方案，与在没有用于将过氧化氢的pH调节至预定pH的负载型碱的情况下的丙烯的环氧化相比，在不降低过氧化氢利用率或过氧化氢转化率的情况下，丙烯的环氧化的选择性增加。此外，本发明提供了使用在此描述的方法获得的环氧丙烷。

附图说明

图1说明了在烯丙基氯的环氧化中形成的表氯醇的量。

具体实施方式

定义

“环氧化物”是指其中氧原子直接连接在碳链或碳环体系中的两个相邻的或不相邻的碳原子上的化合物。环氧丙烷是一个环氧化物的例子，并且它通过丙烯的环氧化形成。

“选择性”是指相对于形成的环氧丙烷加所有副产物而言所形成的环氧丙烷的量。

“反应混合物”是指丙烯、处于预定pH的过氧化氢溶液、催化剂和溶剂的混合物。所述反应混合物还可以包含附加的试剂，所述附加的试剂包括但不限于，在本文更充分地讨论的助溶剂。

“副产物”是指除所述环氧丙烷之外所有通过环氧化丙烯形成的物质。例如，对于丙烯的环氧化，副产物可以包括水、丙二醇、甲氧基丙醇和更高分子量的副产物。

“更高分子量的副产物”是指通过环氧化丙烯形成的、在气相色谱分析中在丙二醇和甲氧基丙醇之后洗提的副产物。

“过氧化氢转化率”是指相对于加入反应混合物的过氧化氢的量而言在丙烯的环氧化中反应的过氧化氢的量。

“过氧化氢利用率”是指相对于在丙烯的环氧化过程中反应的过氧化氢的量而言转化成环氧丙烷的过氧化氢的量。

“负载型碱”是指具有中性荷电性的含碱性官能团的不溶性的载体。

“中性荷电性”是指物质不含有离子，故而所述物质既不带正电荷也不带负电荷。

“稳定剂”是指包含酸性物种的物质，特别是酸，其被加入过氧化氢溶液中以降低分解率。

“酸性物种”是指能够提供质子的物质。

对于所述实施方案，本发明所述的环氧化丙烯的方法(也称之为“环氧化方法”)包括将烯烃，如丙烯，与处于预定pH的过氧化氢溶液在催化剂和溶剂的存在下在预定的反应温度反应。对于所述实施方案，通过将过氧化氢溶液与负载型碱接触，以从过氧化氢溶液中除去酸性物种，从而将过氧化氢溶液的pH调节至预定pH。与在没有利用负载型碱将过氧化氢的pH调节至预定pH的情况下丙烯的环氧化相比，本发明所述的环氧化方法在不降低过氧化氢利用率或过氧化氢转化率的同时提高了丙烯的环氧化的选择性。

对于所述实施方案，环氧化方法包括将过氧化氢与烯烃反应。所述过氧化氢是一种水溶液，称之为过氧化氢溶液，其中，在过氧化氢溶液中的过氧化氢与烯烃反应生成所述环氧化物。所述过氧化氢溶液还能够含有其他物质，这些物质可以参与或不参与形成环氧化物的环氧化反应。例如，酸性物种可存在于过氧化氢溶液中，并在本文中更加充分地得到探讨。

对于所述实施方案，在本发明中使用的烯烃是丙烯，并被环氧化为环氧丙烷。在反应混合物中所用的丙烯的量基于反应混合物总重量可处于10重量百分比(重量％)至90重量％范围内，更优选处于30重量％至70重量％范围内，更优选处于40重量％至65重量％范围内。