[发明专利]环烷烃的直接氧化

说明书

                      发明领域

本发明一般涉及氧化环烷烃以形成含有相应醇和酮的混合物的改进催化方法。更具体地说，本发明涉及通过使环己烷与氧源和催化量的金或溶胶-凝胶化合物的多相催化剂接触直接氧化环己烷以形成含有环己醇和环己酮的混合物，其中所述化合物含有Cr、Co、Zr、Ta、Si、Ti、Nb、Al和Mg的特定组合，其中部分金属已与氧化物结合。

                       发明背景

由环己烷生产环己醇和环己酮的混合物的工业方法通常是商业上非常重要的，并在专利文献中描述。在典型的工业方法中，环己烷被氧化以形成含有环己基氢过氧化物(CHHP)的反应混合物，任选地在催化剂存在下分解得到的CHHP形成含有环己醇和环己酮的反应混合物。在工业中该混合物称为K/A(酮/醇)混合物，可容易地氧化以制备己二酸，它是制备某些缩合聚合物、特别是聚酰胺的方法中的重要反应物。由于在这些和其它方法中消耗大量的己二酸，制备己二酸和其前体的方法的改善可用于提供有益的成本优点。

环己烷氧化成CHHP的代表实例在Druliner等的US4326084中公开，其中钴盐用作均相催化剂以形成含有CHHP的反应混合物，随后分解得到的CHHP以形成含有K和A的混合物。

1998年8月4日的Druliner等的WO98/34894公开了通过使氢过氧化物与催化量的多相催化剂接触分解氢过氧化物的方法，所述催化剂选自Au(金)、Ag(银)和Cu(铜)，催化剂优选载于固体载体上，例如SiO₂、Al₂O₃、碳、MgO或TiO₂。

Komiya等(J.，Molecular Catalysis A，117，21-37页，1997)研究使用分子氧和铜催化剂将烷烃氧化成相应的醇和酮。然而，需要存在理论计算量的醛以形成过酸中间体，它用作实际的氧化剂。

Pugi，K(US3530185)教导了环己烷氧化为K和A的方法，任选地使用水溶性钴催化剂，然而，得到的混合物含有大量的CHHP。

鉴于上述，人们需要有直接由环己烷生产K和A而无需附加CHHP分解步骤的催化剂，这将导致较简单的过程和产物的较少损失。使用最合乎需要的催化剂将导致高的转化率和选择性，同时在最终产物中很少或没有CHHP或高的氧化产物。

因此，本发明的目的是克服现有技术中的一些缺陷，并提供使用多相催化剂将环烷烃(环己烷)一步氧化成相应醇(环己醇)和酮(环己酮)的方法，该方法在最终产物混合物中存在很少或没有CHHP。参考如下的详细描述，本领域的技术人员将清楚本发明的其它目的和优点。

                      发明概述

本发明提供了一种氧化环烷烃(优选环己烷)形成含有相应醇(A)和酮(K)的反应混合物的改进方法，其改进包括通过使环烷烃与氧源和催化量的多相催化剂接触来氧化环烷烃，所述催化剂选自(1)金和(2)溶胶-凝胶化合物，该化合物由(a)选自由Cr、Co和Ti组成的第一组的一种或多种组分和(b)选自由Zr、Nb、Ta、Si、Al、Mg和Ti组成的第二组的一种或多种组分组成，其中所选择的(b)元素与氧化物结合，并且其中第一组的组分不能与第二组的组分相同。优选地，氢氧化物或氧化物的无机基质或其结合物用作氧化物。

催化剂任选地承载于催化剂固体载体组分上。引发剂，优选丙醛，也任选地与催化剂共同存在。尤其优选的催化剂包括载于三氧化二铝上的金和含有金、铬和/或钴的溶胶-凝胶化合物。

               优选实施方案的详细描述

根据本发明，环烷烃可以在氧源和催化剂存在下直接氧化以产生相应的醇和酮，在最终产物中存在很少或没有相应的氢过氧化物。