[发明专利]使用自由基路线和链反应,在最小废物的情况下,使甲烷和其它轻质烷烃无水转化成甲醇和其它衍生物

摘要

具有低热力学势垒的试剂与方法可使低级烷烃如甲烷转化成甲醇或其它衍生物。一种体系使用小量可分解成两个自由基的非盐自由基引发剂如过二硫酸、二酸过氧化物。这些自由基将从甲烷中移走氢，生成甲基自由基。添加三氧化硫，和甲基自由基与之结合形成甲磺酸自由基。添加甲烷，和甲磺酸自由基将从中移走氢原子，形成稳定的甲磺酸(MSA)，同时生成新的甲基自由基以维持链反应。移出的MSA可被销售或者使用，或者它可分解成甲醇(所述甲醇可就地使用或者以液体形式运输)和二氧化硫(所述二氧化硫可被氧化成三氧化硫并返回到反应器中)。这一无水体系不生成盐和生成最小的废物。可供替代的体系使用具有亲电和亲核区的双官能试剂(如溴酸酯－硫酸酯化合物)，利用symphoric和邻位效果，在甲烷内产生配位的质子和电子偏移，结果生成具有低能量势垒的过渡中间体，从而允许选择形成可裂化释放甲醇的中间体。任何一种体系可改进由己烷转化成甲醇的选择率和产率。

主权项

1.一种将甲烷转化成氧化衍生物的方法，该方法包括下述步骤：a.在反应器装置内，从甲烷上移走氢原子，从而生成甲基自由基中间体，其中每一甲基自由基中间体具有一个未成对的电子；b.在引起甲基自由基与选择的氧化物化合物反应的条件下，以形成甲基化氧化物自由基的方式使该甲基自由基中间体与选择的氧化物化合物接触，其中甲基化氧化物自由基具有足够的反应性以从新添加的甲烷中移走氢原子；和c.在引起从甲烷上移走氢原子的条件下，使甲基化氧化物自由基与甲烷反应，从而形成稳定的甲基化氧化物分子，同时还生成新形成的甲基自由基。