JP5655483B2 - Production method of epoxy compound - Google Patents
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Description
本発明は、エポキシ化合物の新規な製造法に関するものであり、さらに詳細には、ジオール又はポリオールの原料として工業的に有用なエポキシ化合物をオレフィン、第二級アルコール及び分子状酸素を水性媒体中で反応することにより、高活性かつ高選択的に安全に製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a novel process for producing an epoxy compound, and more particularly, an epoxy compound industrially useful as a raw material for a diol or a polyol in an aqueous medium containing an olefin, a secondary alcohol and molecular oxygen. The present invention relates to a method of producing a highly active, highly selective and safe product by reacting.
エポキシ化合物の製造方法、特にプロピレンオキシドの製造方法については、いくつかの方法が知られている。 Several methods are known about the manufacturing method of an epoxy compound, especially the manufacturing method of propylene oxide.
例えばプロピレンからクロルヒドリンを経由するクロルヒドリン法が知られているが、該クロルヒドリン法は、クロルヒドリンを石灰乳で脱塩化水素することから多量の塩化カルシウムが副生し、この副生塩化カルシウムの処理や排水負荷が高くなる等の課題がある。 For example, a chlorohydrin method in which propylene is passed through chlorohydrin is known. In the chlorohydrin method, a large amount of calcium chloride is produced as a by-product because chlorhydrin is dehydrochlorinated with lime milk, and this by-product calcium chloride is treated and discharged. There are problems such as high load.
また、過酸化物であるエチルベンゼンヒドロペルオキシドを酸化剤として用いプロピレンを酸化するハルコン法が知られている。この方法によれば、エポキシ化合物の酸素元素源は過酸化物中の酸素原子に由来するものである。 Further, a Halcon method is known in which propylene is oxidized using ethylbenzene hydroperoxide, which is a peroxide, as an oxidizing agent. According to this method, the oxygen element source of the epoxy compound is derived from oxygen atoms in the peroxide.
従って、該ハルコン法は、生成するエポキシ化合物に対し当モル以上の過酸化物を必要とする。このため、多量の過酸化物の使用により、安全性や経済性の面で課題がある。更に、副生1−フェニルエタノールは、一般的にはスチレンに転換して副生品を販売することが行われている。 Therefore, the Halcon method requires an equimolar amount or more of the peroxide to the epoxy compound to be produced. For this reason, there are problems in terms of safety and economy due to the use of a large amount of peroxide. Furthermore, by-product 1-phenylethanol is generally converted to styrene and sold as a by-product.
そして、多量の副生品処理や販売を必要としない方法として、過酸化物として過酸化水素を用いるエポキシ化合物の製造方法が提案されている(例えば特許文献1参照。)。この方法は、エポキシ化合物の他、副生する化合物は水であり、クリーンな方法として知られている。 As a method that does not require a large amount of by-product processing or sales, a method for producing an epoxy compound using hydrogen peroxide as a peroxide has been proposed (for example, see Patent Document 1). This method is known as a clean method because the by-product compound is water in addition to the epoxy compound.
しかし、特許文献1に提案の方法においては、生成エポキシ化合物に対して過酸化水素を当モル以上必要とすることから、多量の過酸化物の使用が必要であり、高価な過酸化物の使用により安全性や経済性に課題を有していた。 However, in the method proposed in Patent Document 1, hydrogen peroxide is required in an amount equivalent to or higher than that of the generated epoxy compound, so that a large amount of peroxide is necessary, and expensive peroxide is used. As a result, there were problems in safety and economy.
そこで、エポキシ化合物の製造において、危険性の高い過酸化物の使用を必要としないエポキシ化合物の製造方法が望まれ、提案されてきた。 Accordingly, a method for producing an epoxy compound that does not require the use of a highly dangerous peroxide in the production of an epoxy compound has been desired and proposed.
例えば、ヘテロポリ化合物の過酸化物と貴金属化合物からなる触媒を用い、プロピレンと分子状酸素でエポキシ化合物を製造する方法(例えば特許文献2参照。)、チタン化合物で修飾した多孔性金属酸化物とパラジウムを含有した触媒を用い、プロピレンを分子状酸素で直接酸化し、エポキシ化合物を製造する方法(例えば特許文献3参照。)、等が提案されている。しかし、特許文献2に提案の方法においては、触媒を構成するヘテロポリ化合物の過酸化物は、熱的安定性に乏しいことから、触媒の安定性に課題を有する。また、特許文献3に提案の方法においては、エポキシ化合物の選択率が最高でも55%と低いため、工業的利用にはまだまだ改良の余地を有するものであった。さらには、これらの方法は、過酸化物を使用しないといえども、有機溶媒中での反応であるため、漏洩や火災が起きた際の危険性が高く、製造の際には注意が必要という課題を有するものであった。 For example, using a catalyst comprising a heteropoly compound peroxide and a noble metal compound, a method for producing an epoxy compound with propylene and molecular oxygen (see, for example, Patent Document 2), a porous metal oxide modified with a titanium compound and palladium There has been proposed a method for producing an epoxy compound by directly oxidizing propylene with molecular oxygen using a catalyst containing a catalyst (see, for example, Patent Document 3). However, in the method proposed in Patent Document 2, the peroxide of the heteropoly compound constituting the catalyst has a problem in the stability of the catalyst because it is poor in thermal stability. Further, in the method proposed in Patent Document 3, since the selectivity of the epoxy compound is as low as 55% at the maximum, there is still room for improvement for industrial use. Furthermore, although these methods do not use peroxides, they are reactions in organic solvents, so there is a high risk of leakage or fire, and caution is required during production. It had a problem.
これに対し、水に代表される水性媒体を溶媒として用いることができれば、有機溶媒を用いる場合に比べて、はるかに安全であることに加え、生成するエポキシ化合物は媒体である水性媒体とは容易に分離できる、媒体が安価である、という利点が挙げられる。 On the other hand, if an aqueous medium typified by water can be used as a solvent, it is much safer than the case where an organic solvent is used. Can be separated, and the medium is inexpensive.
水を溶媒として用いることができるエポキシ化合物の製造法としては、例えば、周期律表第8〜10族の貴金属とチタノシリケートからなる触媒を用い、酸素と水素によりオレフィンを直接酸化してエポキシ化合物を製造する方法(例えば特許文献4参照。)が提案されている。 As a method for producing an epoxy compound that can use water as a solvent, for example, an epoxy compound is prepared by directly oxidizing an olefin with oxygen and hydrogen using a catalyst composed of a noble metal of group 8 to 10 of the periodic table and titanosilicate. Has been proposed (for example, see Patent Document 4).
しかし、特許文献4に提案の方法においては、エポキシ化合物への反応効率が低い上に、水素と酸素が共存する反応系であることから、爆発に対する安全対策を施す必要があり、安全性対策という面で多大の労力を必要とする課題を有する。 However, in the method proposed in Patent Document 4, the reaction efficiency to the epoxy compound is low, and since it is a reaction system in which hydrogen and oxygen coexist, it is necessary to take safety measures against the explosion, which is called a safety measure. It has a problem that requires a great deal of labor.
そこで、安全性が高く、しかも高活性で高選択的なエポキシ化合物の新規な製造法が望まれてきた。 Therefore, a novel process for producing an epoxy compound having high safety, high activity and high selectivity has been desired.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、水を溶媒として用い、水溶性パラジウム錯体及び結晶性チタノシリケートの存在下、オレフィン、第二級アルコール及び分子状酸素を反応する新規なエポキシ化合物の製造法が、安全性が高く、しかも高活性で高選択的なエポキシ化合物の製造法となることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have reacted water with olefin, secondary alcohol and molecular oxygen in the presence of water-soluble palladium complex and crystalline titanosilicate using water as a solvent. The inventors have found that a novel method for producing an epoxy compound is a highly safe, highly active and highly selective method for producing an epoxy compound, and thus completed the present invention.
即ち、本発明は、水溶性パラジウム錯体及び結晶性チタノシリケートの存在下、オレフィン、第二級アルコール及び分子状酸素を水性媒体中で反応することを特徴とするエポキシ化合物の製造法に関するものである。 That is, the present invention relates to a method for producing an epoxy compound characterized by reacting an olefin, a secondary alcohol and molecular oxygen in an aqueous medium in the presence of a water-soluble palladium complex and crystalline titanosilicate. is there.
以下に、本発明を詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明の製造法は、水溶性パラジウム錯体及び結晶性チタノシリケートの存在下、反応を行うものである。ここで、水溶性パラジウム錯体又は結晶性チタノシリケートのいずれか一方のみの存在下で反応を行っても活性等に優れるエポキシ化合物の製造法とはならない。 In the production method of the present invention, the reaction is carried out in the presence of a water-soluble palladium complex and crystalline titanosilicate. Here, even if the reaction is carried out in the presence of only one of the water-soluble palladium complex and the crystalline titanosilicate, it does not constitute a method for producing an epoxy compound having excellent activity and the like.
該水溶性パラジウム錯体としては、水溶性パラジウム錯体の範疇に属するものであれば如何なるものも用いることが可能であり、例えばパラジウム化合物と配位子を誘導する含窒素芳香族化合物から調製することが可能である。 Any water-soluble palladium complex can be used as long as it belongs to the category of water-soluble palladium complexes. For example, the water-soluble palladium complex can be prepared from a nitrogen compound containing a palladium compound and a ligand. Is possible.
該パラジウム化合物としては、パラジウム化合物の範疇に属するものであれば如何なるものも用いることができ、例えば塩化パラジウム、臭化パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パラジウム等の無機パラジウム化合物;酢酸パラジウム、テトラアンミンジクロロパラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム等の有機パラジウム化合物、等が挙げることができ、これらパラジウム化合物は、単独又は二種以上の混合物として用いることができる。そして、特に溶媒への溶解性に優れ、エポキシ化合物製造時の反応性に優れることから、有機パラジウム化合物であることが好ましく、さらに酢酸パラジウムであることが好ましい。 As the palladium compound, any compound can be used as long as it belongs to the category of palladium compounds. For example, inorganic palladium compounds such as palladium chloride, palladium bromide, palladium nitrate, palladium sulfate; palladium acetate, tetraamminedichloropalladium, Organic palladium compounds such as bis (benzonitrile) dichloropalladium, dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, tetrakis (triphenylphosphine) palladium, bis (dibenzylideneacetone) palladium, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, etc. These palladium compounds can be used alone or as a mixture of two or more. And since it is excellent in especially the solubility to a solvent and the reactivity at the time of epoxy compound manufacture, it is preferable that it is an organic palladium compound, and it is more preferable that it is palladium acetate.
該含窒素芳香族化合物は、水溶性パラジウム錯体において配位子として機能するものであり、パラジウム錯体として含窒素芳香族化合物からなる配位子を有する水溶性パラジウム錯体を用いた場合、特に活性等の優れたエポキシ化合物の製造法となる。そして、該含窒素芳香族化合物としては、水性媒体への溶解性の高い化合物であることが望ましく、例えばピリジン−3−スルホン酸ナトリウム、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンジスルホン酸二ナトリウム水和物、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンジスルホン酸二ナトリウム等の含窒素芳香族化合物を挙げることができ、これら含窒素芳香族化合物は、単独又は二種以上の混合物として用いることができる。そして、特に水性媒体への溶解性に優れ、エポキシ化合物製造時の反応性に優れるエポキシ化合物の製造法となることから、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンジスルホン酸二ナトリウム及び/又は4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンジスルホン酸二ナトリウム水和物が好ましい。 The nitrogen-containing aromatic compound functions as a ligand in a water-soluble palladium complex, and particularly when the water-soluble palladium complex having a ligand composed of a nitrogen-containing aromatic compound is used as the palladium complex, the activity, etc. This is an excellent method for producing an epoxy compound. The nitrogen-containing aromatic compound is preferably a compound having high solubility in an aqueous medium, such as sodium pyridine-3-sulfonate, disodium 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonate. Nitrogen-containing aromatic compounds such as hydrates and disodium 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonate can be mentioned, and these nitrogen-containing aromatic compounds can be used alone or in combination of two kinds. It can be used as a mixture of the above. And since it becomes the manufacturing method of the epoxy compound which is excellent especially in the solubility to an aqueous medium, and is excellent in the reactivity at the time of epoxy compound manufacture, 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid Disodium and / or 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonic acid disodium hydrate is preferred.
本発明の製造法において用いられる水溶性パラジウム錯体の調製法としては、水溶性パラジウム錯体を調製することが可能であれば如何なる方法でもよく、例えば、溶媒の存在下、該パラジウム化合物、該含窒素芳香族化合物を混合することにより調製することができる。その際の溶媒としては、アルコール類以外の溶媒であることが好ましく、例えば、水を溶媒として用いることができる。また、他の溶媒としては、例えばクロロホルム、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル等のカルボン酸エステル類;N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等のカルボン酸アミド類;アセトニトリル、プロピオンニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、等を挙げることができ、これらの溶媒は、単独又は二種以上の混合物として用いることができる。 The water-soluble palladium complex used in the production method of the present invention may be prepared by any method as long as it is possible to prepare a water-soluble palladium complex. For example, the palladium compound and the nitrogen-containing compound in the presence of a solvent. It can be prepared by mixing aromatic compounds. In this case, the solvent is preferably a solvent other than alcohols. For example, water can be used as the solvent. Other solvents include, for example, halogen solvents such as chloroform, chlorobenzene and o-dichlorobenzene; ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran and dimethoxyethane; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; methyl acetate, Carboxylic acid esters such as ethyl acetate; Carboxylic acid amides such as N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylpropionamide, N-methylpyrrolidone; Acetonitrile, propiononitrile, benzonitrile, etc. These nitriles can be used, and these solvents can be used alone or as a mixture of two or more.
また、水溶性パラジウム錯体を調製する際の該パラジウム化合物、該含窒素芳香族化合物の割合としては、エポキシ化合物の製造が可能である限りにおいて如何なる制限を受けるものではなく、その中でも特に効率的なエポキシ化合物の製造法となることから、該パラジウム化合物1モルに対して該含窒素芳香族化合物1〜40モルであることが好ましく、特に、該パラジウム化合物1モルに対して、該含窒素芳香族化合物1〜6モルであることが好ましい。該水溶性パラジウム錯体を調製する際の温度としては、制限はなく、例えば−20〜80℃であり、特に煩雑な作業を伴わないことから室温またはその付近であることが好ましい。その際の圧力としては、制限はなく、操作が容易で、特に煩雑な作業を伴わないことから大気圧またはその付近であることが好ましい。さらに雰囲気としては、例えば大気;窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素等の不活性ガス、等のいずれの雰囲気下であってもよい。 Further, the ratio of the palladium compound and the nitrogen-containing aromatic compound in preparing the water-soluble palladium complex is not subject to any limitation as long as the epoxy compound can be produced. Since it becomes a manufacturing method of an epoxy compound, it is preferable that it is 1-40 mol of this nitrogen-containing aromatic compound with respect to 1 mol of this palladium compound, and especially this nitrogen-containing aromatic with respect to 1 mol of this palladium compound. It is preferable that it is 1-6 mol of compounds. There is no restriction | limiting as temperature in preparing this water-soluble palladium complex, For example, it is -20-80 degreeC, and it is preferable that it is room temperature or its vicinity since it does not involve especially complicated operation | work. The pressure at that time is not limited and is preferably at or near atmospheric pressure because it is easy to operate and does not involve any particularly complicated work. Further, the atmosphere may be any atmosphere such as air; an inert gas such as nitrogen, helium, argon, carbon dioxide, or the like.
本発明で用いられる結晶性チタノシリケートは、ゼオライト構造を有する結晶性SiO2(シリカライトと称されることもある。)の結晶格子を形成するケイ素の一部をチタニウムで置き換えた一般式nSiO2・(1−n)TiO2で表される合成ゼオライト物質である。ここで、nは通常0.8〜0.999である。該結晶性チタノシリケートの構造は、特に限定するものではなく結晶性チタノシリケートと称される範疇に属するものであれば如何なるものを用いることも可能であり、例えば国際ゼオライト学会の構造コードで示されるBEA型、DON型、ITQ型、MFI型、MOR型、MWW型等の構造を挙げることができ、その中でも、高活性かつ高選択的にエポキシ化合物を製造することが可能となることから、MFI型の構造であることが好ましい。 The crystalline titanosilicate used in the present invention has a general formula nSiO in which a part of silicon forming a crystal lattice of crystalline SiO 2 having a zeolite structure (sometimes referred to as silicalite) is replaced with titanium. It is a synthetic zeolitic material represented by 2 · (1-n) TiO 2 . Here, n is usually 0.8 to 0.999. The structure of the crystalline titanosilicate is not particularly limited, and any structure belonging to the category called crystalline titanosilicate can be used. Examples of the structure include BEA type, DON type, ITQ type, MFI type, MOR type, and MWW type. Among them, it is possible to produce an epoxy compound with high activity and high selectivity. The structure is preferably MFI type.
該結晶性チタノシリケートの合成法としては、特に制限はなく、例えば特開昭56−096720号公報、特開昭60−127217号公報等に記載の方法により合成することが可能である。 The method for synthesizing the crystalline titanosilicate is not particularly limited, and can be synthesized by the methods described in, for example, JP-A-56-096720 and JP-A-60-127217.
特開昭56−96720号公報によれば、結晶性チタノシリケートはテトラアルキルオルトシリケートとテトラアルキルオルトチタネートを水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液で加水分解し、次いで水熱合成して合成される。この際のテトラアルキルオルトシリケートとしては、例えばテトラメチルオルトシリケート、テトラエチルオルトシリケート、テトラプロピルオルトシリケート、テトラブチルオルトシリケート、テトラペンチルオルトシリケート、テトラヘキシルオルトシリケート、テトラヘプチルオルトシリケート、テトラオクチルオルトシリケート、トリメチルエチルシリケート、ジメチルジエチルシリケート、メチルトリエチルシリケート、ジメチルジプロピルシリケート及びエチルトリプロピルシリケート等が挙げられ、これらのうち入手の容易さから、テトラエチルオルトシリケートが好ましい。 According to JP-A-56-96720, crystalline titanosilicate is synthesized by hydrolyzing a tetraalkylorthosilicate and a tetraalkylorthotitanate with a tetraalkylammonium hydroxide aqueous solution and then hydrothermally synthesizing. Examples of the tetraalkylorthosilicate include tetramethylorthosilicate, tetraethylorthosilicate, tetrapropylorthosilicate, tetrabutylorthosilicate, tetrapentylorthosilicate, tetrahexylorthosilicate, tetraheptylorthosilicate, tetraoctylorthosilicate, Examples thereof include trimethylethyl silicate, dimethyldiethyl silicate, methyltriethyl silicate, dimethyldipropyl silicate and ethyltripropyl silicate. Of these, tetraethylorthosilicate is preferred because of its availability.
また、テトラアルキルオルトチタネートとしては、例えばテトラメチルオルトチタネート、テトラエチルオルトチタネート、テトラプロピルオルトチタネート、テトラブチルオルトチタネート、テトラオクチルオルトチタネート、トリメチルエチルチタネート、ジメチルジエチルチタネート、メチルトリエチルチタネート、ジメチルジプロピルチタネート及びエチルトリプロピルチタネート等が挙げられ、これらのうち入手の容易さから、テトラエチルオルトチタネート、テトラブチルオルトチタネートが好ましい。 Examples of the tetraalkyl orthotitanate include tetramethyl orthotitanate, tetraethyl orthotitanate, tetrapropyl orthotitanate, tetrabutyl orthotitanate, tetraoctyl orthotitanate, trimethylethyl titanate, dimethyldiethyl titanate, methyltriethyl titanate, dimethyldipropyl titanate. And ethyl tripropyl titanate. Among these, tetraethyl orthotitanate and tetrabutyl orthotitanate are preferable because they are easily available.
さらに、水酸化テトラアルキルアンモニウムとしては、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等が挙げられ、これらのうち入手の容易さから、水酸化テトラプロピルアンモニウムが好ましい。 Furthermore, examples of the tetraalkylammonium hydroxide include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, and the like. Propyl ammonium is preferred.
該結晶性チタノシリケートを合成する際のこれら反応原料の仕込み比率は特に制限するものではないが、例えば、テトラアルキルオルトシリケートの使用量は、テトラアルキルオルトチタネート1モルに対して通常1〜100当量であり、好ましくは5〜35当量である。水酸化テトラアルキルアンモニウムの使用量は、テトラアルキルオルトシリケート1モルに対して通常0.1〜1当量であり、好ましくは0.2〜0.6当量である。また、水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液の濃度は、通常3〜50重量%であり、好ましくは5〜40重量%である。 There are no particular limitations on the charging ratio of these reaction raw materials when synthesizing the crystalline titanosilicate. For example, the amount of tetraalkylorthosilicate used is usually 1 to 100 per mol of tetraalkylorthotitanate. Equivalent, preferably 5 to 35 equivalents. The usage-amount of the tetraalkylammonium hydroxide is 0.1-1 equivalent normally with respect to 1 mol of tetraalkyl orthosilicate, Preferably it is 0.2-0.6 equivalent. Moreover, the density | concentration of the tetraalkylammonium hydroxide aqueous solution is 3 to 50 weight% normally, Preferably it is 5 to 40 weight%.
該結晶性チタノシリケートを合成する際の加水分解の温度は特に制限はなく、例えば−20〜60℃、好ましくは−10〜40℃である。反応時間としては、通常10分〜100時間、好ましくは30分〜50時間である。また、加水分解時に必要であれば溶媒を用いてもよく、該溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、オクタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル類、等を挙げることができる。加水分解反応は、均一な加水分解生成物を得ることができれば、テトラアルキルオルトシリケート、テトラアルキルオルトチタネート及び水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液の反応原料の混合順序と混合方法は特に限定するものではなく、例えば前記化合物の全てを一度に混合しても良いし、テトラアルキルオルトシリケートとテトラアルキルオルトチタネートの混合物に水酸化アルキルアンモニウム水溶液を滴下してもよい。また、テトラアルキルオルトシリケートに水酸化アルキルアンモニウム水溶液を、次いでテトラアルキルオルトチタネートを加えても良い。また、加水分解によって副生したアルコールは、必ずしも除去する必要はないが、予め加熱によってその量を減ずることが好ましい。 The hydrolysis temperature for synthesizing the crystalline titanosilicate is not particularly limited, and is, for example, -20 to 60 ° C, preferably -10 to 40 ° C. The reaction time is usually 10 minutes to 100 hours, preferably 30 minutes to 50 hours. Further, if necessary at the time of hydrolysis, a solvent may be used. Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol and octanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; diethyl ether, tetrahydrofuran and dimethoxy. And ethers such as ethane. As long as a uniform hydrolysis product can be obtained in the hydrolysis reaction, the mixing order and mixing method of the reaction raw materials of tetraalkylorthosilicate, tetraalkylorthotitanate and tetraalkylammonium hydroxide aqueous solution are not particularly limited, For example, all of the above compounds may be mixed at once, or an aqueous alkylammonium hydroxide solution may be added dropwise to a mixture of tetraalkylorthosilicate and tetraalkylorthotitanate. Further, an alkyl ammonium hydroxide aqueous solution and then a tetraalkyl orthotitanate may be added to the tetraalkyl orthosilicate. The alcohol by-produced by hydrolysis does not necessarily have to be removed, but it is preferable to reduce the amount by heating in advance.
以上のようにして得られた加水分解生成物は、必要に応じて水を添加して水熱合成に付される。水熱合成に使用する水量は、特に制限はなく、例えば、加水分解反応時に添加した水と合わせ、ケイ素原子1モルに対して通常15〜100当量であり、好ましくは25〜80当量となるように調整する。水熱合成反応は、この混合液を密閉容器内にて通常60〜300℃、好ましくは100〜200℃の温度条件下に加熱し、通常1〜100時間、好ましくは6〜50時間、この温度を保持することによって実施される。この際、圧力は自圧もしくは加圧下のいずれかの方法で行うことができ、通常は自圧下で行える。反応系の攪拌は必ずしも行う必要はなく、静置状態でも結晶化は十分進行する。このように水熱合成処理され結晶化した固体粉末は、イオン交換水で十分に洗浄後、焼成処理に付される。焼成処理の温度は、特に制限はされず、例えば、通常300〜700℃であり、好ましくは350〜600℃である。焼成時間は、通常1〜50時間、好ましくは2〜20時間焼成処理をすることにより、結晶性チタノシリケートを製造することができる。 The hydrolysis product obtained as described above is subjected to hydrothermal synthesis by adding water as necessary. The amount of water used for hydrothermal synthesis is not particularly limited. For example, it is usually 15 to 100 equivalents, preferably 25 to 80 equivalents per mole of silicon atom, together with water added during the hydrolysis reaction. Adjust to. In the hydrothermal synthesis reaction, this mixed solution is heated in a sealed container under a temperature condition of usually 60 to 300 ° C., preferably 100 to 200 ° C., usually 1 to 100 hours, preferably 6 to 50 hours. It is carried out by holding. At this time, the pressure can be applied by either self-pressure or under pressure, and usually under self-pressure. The reaction system is not necessarily stirred, and crystallization proceeds sufficiently even in a stationary state. The solid powder thus crystallized by hydrothermal synthesis is sufficiently washed with ion-exchanged water and then subjected to a firing treatment. The temperature of the baking treatment is not particularly limited, and is usually 300 to 700 ° C., preferably 350 to 600 ° C., for example. The firing time is usually 1 to 50 hours, preferably 2 to 20 hours, whereby crystalline titanosilicate can be produced.
本発明で用いる結晶性チタノシリケートには、必要に応じて、ホウ素、アルミニウム、リン、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム等が含まれてもよく、これら金属の酸化物源を加えて、異元素含有の結晶性チタノシリケートとしてもよい。また、該結晶性チタノシリケートは、そのまま使用してもよく、成型して使用してもよい。成型して使用する場合には、一般にはバインダーを用いるが、該バインダーとしては、例えばシリカ、アルミナ等を挙げることができる。 The crystalline titanosilicate used in the present invention may contain boron, aluminum, phosphorus, calcium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, zirconium, etc., if necessary. It is also possible to add a source of these metal oxides to form a crystalline titanosilicate containing a different element. The crystalline titanosilicate may be used as it is, or may be used after being molded. In the case of molding and using, a binder is generally used, and examples of the binder include silica and alumina.
本発明の製造法における該水溶性パラジウム錯体の使用量は反応形式により適宜選択することが可能であり、例えば固定床連続流通式、回分式、または、半回分式でエポキシ化合物の製造を行う場合には、反応速度や熱収支によりその使用量を決定すればよく、その中でも製造の際の反応が効率的に進行することから、溶媒に対して水溶性パラジウム錯体中のパラジウムがモル濃度で0.001〜100mmol/lであることが好ましく、特に0.01〜10mmol/lであることが好ましい。 The amount of the water-soluble palladium complex used in the production method of the present invention can be appropriately selected depending on the reaction format. For example, when the epoxy compound is produced in a fixed bed continuous flow type, batch type, or semi-batch type. In this case, the amount used may be determined based on the reaction rate and heat balance. Among them, the reaction during the production proceeds efficiently, so that the palladium in the water-soluble palladium complex with respect to the solvent has a molar concentration of 0. It is preferably 0.001 to 100 mmol / l, and particularly preferably 0.01 to 10 mmol / l.
本発明の製造法における該結晶性チタノシリケートの使用量は反応形式により適宜選択することが可能であり、例えば固定床連続流通式でエポキシ化合物の製造を行う場合には、反応速度や熱収支によりその使用量を決定すればよく、その中でも製造の際の反応が効率的に進行することから、重量時間空間速度(WHSV)として、0.01〜1000hr−1であることが好ましく、特に0.1〜100hr−1であることが好ましい。ここで、重量時間空間速度(WHSV)とは、単位触媒重量当たりの単位時間(hr)に対するオレフィンの供給量の合計重量を表すものである。また、懸濁床の回分式、または、半回分式でエポキシ化合物の製造を行う場合には、溶媒に対して0.0001〜30重量%であることが好ましく、特に0.001〜10重量%であることが好ましい。 The amount of the crystalline titanosilicate used in the production method of the present invention can be appropriately selected depending on the reaction mode. For example, when producing an epoxy compound in a fixed bed continuous flow system, the reaction rate and heat balance are determined. The amount used may be determined according to the above, and among them, since the reaction during the production proceeds efficiently, the weight hourly space velocity (WHSV) is preferably 0.01 to 1000 hr −1 , particularly 0. 0.1 to 100 hr −1 is preferable. Here, the weight hourly space velocity (WHSV) represents the total weight of olefins supplied per unit time (hr) per unit catalyst weight. In addition, when the epoxy compound is produced in a batch system or a semi-batch system of a suspended bed, it is preferably 0.0001 to 30% by weight, particularly 0.001 to 10% by weight, based on the solvent. It is preferable that
また、水溶性パラジウム錯体と結晶性チタノシリケートとの比は適宜選択することが可能であり、水溶性パラジウム錯体中のパラジウムのモル数は結晶性チタノシリケートの重量に対し、0.0001〜100mmol/g、特に反応が効率的に進行することから、0.001〜10mmol/gであることが好ましい。 Further, the ratio of the water-soluble palladium complex to the crystalline titanosilicate can be appropriately selected. The number of moles of palladium in the water-soluble palladium complex is 0.0001 to the weight of the crystalline titanosilicate. 100 mmol / g, particularly 0.001 to 10 mmol / g is preferable because the reaction proceeds efficiently.
本発明のエポキシ化合物の製造法は、液相で行われるものであり、その際の溶媒としては水性媒体を用いるものであり、溶媒として水性媒体を用いることにより、高活性かつ高選択的にエポキシ化合物を製造することが可能となるばかりか、安全に製造する方法となるものである。さらに、溶媒として水性媒体を用いることにより、生成物であるエポキシ化合物と溶媒との分離・回収を行う際の回収効率にも優れたものとなるものである。その際の水性媒体としては、例えば水、蒸留水、工業用水、生活水、水道水等の水と称されるものはもとより、水と有機溶媒を混合したものであってもよい。その際の有機溶媒としては、例えば上記のアルコール類;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル等のカルボン酸エステル類;N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等のカルボン酸アミド類;アセトニトリル、プロピオンニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、等を挙げることができる。そして、その中でも、エポキシ化合物の生産性に優れた製造法となることから、水又は水と上記のアルコールの混合溶媒が好ましい。なお、水と有機溶媒を混合して用いる場合に、水と有機溶媒が均一に混合していてもよく、完全な混合はせずに二層に分離していても良い。 The method for producing an epoxy compound of the present invention is carried out in a liquid phase, and an aqueous medium is used as a solvent at that time. By using an aqueous medium as a solvent, a highly active and highly selective epoxy is used. This not only makes it possible to produce a compound, but also provides a method for producing it safely. Further, by using an aqueous medium as a solvent, the recovery efficiency when separating and recovering the product epoxy compound and the solvent is excellent. As the aqueous medium at that time, for example, water, distilled water, industrial water, domestic water, tap water, or the like, water or an organic solvent may be mixed. Examples of the organic solvent at that time include the above-mentioned alcohols; ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran, and dimethoxyethane; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; carboxylic acid esters such as methyl acetate and ethyl acetate; Carboxylic acid amides such as N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylpropionamide and N-methylpyrrolidone; nitriles such as acetonitrile, propiononitrile and benzonitrile, and the like. it can. Among them, water or a mixed solvent of water and the above alcohol is preferable because it is a production method excellent in productivity of the epoxy compound. In addition, when mixing and using water and an organic solvent, water and the organic solvent may be mixed uniformly, and you may isolate | separate into two layers, without carrying out perfect mixing.
本発明の製造法におけるオレフィンは、エポキシ化合物を生成するものであり、該オレフィンとしては、オレフィンと称される範疇に属するものであれば如何なるものも用いることが可能であり、例えばプロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロノネン、シクロデセン、メチルシクロペンテン、エチルシクロペンテン、プロピルシクロペンテン、ブチルシクロペンテン、メチルシクロヘキセン、エチルシクロヘキセン、プロピルシクロヘキセン、ブチルシクロヘキセン、ジメチルシクロヘキセン、トリメチルシクロヘキセン、シクロペンチルプロペン、シクロペンチルブテン、シクロペンチルペンテン、シクロヘキシルプロペン、シクロヘキシルブテン、スチレン、フェニルプロペン、フェニルブテン等が挙げられ、反応が効率的に進行することから、好ましくは、炭素数3〜10であるオレフィンである。 The olefin in the production method of the present invention generates an epoxy compound, and any olefin can be used as long as it belongs to the category called olefin, such as propylene, butene, Pentene, hexene, heptene, octene, nonene, decene, dodecene, cyclopropene, cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, cyclononene, cyclodecene, methylcyclopentene, ethylcyclopentene, propylcyclopentene, butylcyclopentene, methylcyclohexene, ethylcyclohexene, Propylcyclohexene, butylcyclohexene, dimethylcyclohexene, trimethylcyclohexene, cyclopentylpropene, cyclopentylbutene, Black pliers Le Pen Ten, cyclohexyl propene, cyclohexyl butene, styrene, phenyl propene, phenyl butene and the like, because the reaction proceeds efficiently, preferably, the olefin is 3 to 10 carbon atoms.
本発明の製造法における分子状酸素としては、分子状酸素の範疇に属するものであれば如何なるものを用いることも可能であり、例えば酸素ガスからなる純酸素;窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素等の不活性ガスで希釈された酸素はもとより、空気であってもよい。また、該分子状酸素の使用量としては、本発明の製造法が実施できる限りにおいて如何なる制限を受けることはなく、特にエポキシ化合物を製造する際の反応が効率的に進行することから、オレフィン1モルに対し0.01〜100モルが好ましく、特に0.1〜50モルが好ましい。また、反応時の酸素圧は、特に制限はなく、例えば常圧〜10MPa、高活性、高選択的かつ触媒の安定性が高いことから、0.2〜5MPaであることが好ましく、さらに0.2〜2MPaであることが好ましい。 Any molecular oxygen can be used as the molecular oxygen in the production method of the present invention as long as it belongs to the category of molecular oxygen. For example, pure oxygen composed of oxygen gas; nitrogen, helium, argon, carbon dioxide, etc. In addition to oxygen diluted with an inert gas, air may be used. Further, the amount of the molecular oxygen used is not limited as long as the production method of the present invention can be carried out, and in particular, the reaction during production of the epoxy compound proceeds efficiently. 0.01-100 mol is preferable with respect to mol, and 0.1-50 mol is especially preferable. The oxygen pressure during the reaction is not particularly limited, and is preferably 0.2 to 5 MPa, for example, normal pressure to 10 MPa, high activity, high selectivity, and high catalyst stability. It is preferably 2 to 2 MPa.
本発明の製造方法における第二級アルコールとしては、第二級アルコールの範疇に属するものであれば如何なるものを用いることも可能であり、例えば2−プロパノール、2−ブタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、4−ヘプタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、2−ノナノール、3−ノナノール、4−ノナノール、5−ノナノール、2−デカノール、3−デカノール、4−デカノール、5−デカノール、2−トリデカノール、3−トリデカノール、4−トリデカノール、5−トリデカノール、6−トリデカノール、7−トリデカノール、2−ペンタデカノール、3−ペンタデカノール、4−ペンタデカノール、5−ペンタデカノール、6−ペンタデカノール、7−ペンタデカノール、8−ペンタデカノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロオクタノール、シクロノナノール、シクロデカノール、ジシクロヘキシルメタノール、1−フェニルエタノール、1−フェニルプロパノール、1−フェニルブタノール、1−フェニルペンタノール、1−フェニルヘキサノール、1−フェニルヘプタノール、1−フェニルオクタノール、1−フェニルノナノール、1−フェニルデカノール等を挙げることができ、特に製造の際の反応が効率的に進行することから2−プロパノール、2−ブタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、4−ヘプタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、2−ノナノール、3−ノナノール、4−ノナノール、5−ノナノール、2−デカノール、3−デカノール、4−デカノール、5−デカノール、2−トリデカノール、3−トリデカノール、4−トリデカノール、5−トリデカノール、6−トリデカノール、7−トリデカノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロオクタノール、シクロノナノール、シクロデカノール、ジシクロヘキシルメタノール、1−フェニルエタノール、1−フェニルプロパノール、1−フェニルブタノール、1−フェニルペンタノール、1−フェニルヘキサノール、1−フェニルヘプタノール、ベンズヒドロール等の炭素数3〜13の第二級アルコールが好ましい。更に好ましくは、2−プロパノール、2−ブタノール、3−ペンタノールである。 As the secondary alcohol in the production method of the present invention, any alcohol can be used as long as it belongs to the category of secondary alcohol, for example, 2-propanol, 2-butanol, 2-pentanol, 3 -Pentanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 4-heptanol, 2-octanol, 3-octanol, 4-octanol, 2-nonanol, 3-nonanol, 4-nonanol, 5- Nonanol, 2-decanol, 3-decanol, 4-decanol, 5-decanol, 2-tridecanol, 3-tridecanol, 4-tridecanol, 5-tridecanol, 6-tridecanol, 7-tridecanol, 2-pentadecanol, 3- Pentadecanol, 4-pentadecanol, 5 Pentadecanol, 6-pentadecanol, 7-pentadecanol, 8-pentadecanol, cyclopentanol, cyclohexanol, cycloheptanol, cyclooctanol, cyclononanol, cyclodecanol, dicyclohexylmethanol, 1-phenyl Examples include ethanol, 1-phenylpropanol, 1-phenylbutanol, 1-phenylpentanol, 1-phenylhexanol, 1-phenylheptanol, 1-phenyloctanol, 1-phenylnonanol, 1-phenyldecanol and the like. In particular, since the reaction during production proceeds efficiently, 2-propanol, 2-butanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 4- Ptanol, 2-octanol, 3-octanol, 4-octanol, 2-nonanol, 3-nonanol, 4-nonanol, 5-nonanol, 2-decanol, 3-decanol, 4-decanol, 5-decanol, 2-tridecanol, 3-tridecanol, 4-tridecanol, 5-tridecanol, 6-tridecanol, 7-tridecanol, cyclopentanol, cyclohexanol, cycloheptanol, cyclooctanol, cyclononanol, cyclodecanol, dicyclohexylmethanol, 1-phenylethanol, Secondary alcohols having 3 to 13 carbon atoms such as 1-phenylpropanol, 1-phenylbutanol, 1-phenylpentanol, 1-phenylhexanol, 1-phenylheptanol and benzhydrol are preferred. Good. More preferred are 2-propanol, 2-butanol, and 3-pentanol.
また、第二級アルコールの使用量としては、本発明の製造方法が実施できる限りにおいて制限を受けることはなく、特に製造の際の反応が効率的に進行することから、オレフィン1モルに対し0.1〜1000モルが好ましく、特に1〜100モルで用いることが好ましい。 In addition, the amount of secondary alcohol used is not limited as long as the production method of the present invention can be carried out, and in particular, the reaction during the production proceeds efficiently. .1 to 1000 mol is preferable, particularly 1 to 100 mol is preferable.
本発明の製造法により得られるエポキシ化合物としては、特に限定はなく、例えばプロピレンオキシド、ブテンオキシド、ペンテンオキシド、ヘキセンオキシド、ヘプテンオキシド、オクテンオキシド、ノネンオキシド、デセンオキシド、ドデセンオキシド、シクロプロペンオキシド、シクロブテンオキシド、シクロペンテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、シクロヘプテンオキシド、シクロオクテンオキシド、シクロノネンオキシド、シクロデセンオキシド、メチルシクロペンテンオキシド、エチルシクロペンテンオキシド、プロピルシクロペンテンオキシド、ブチルシクロペンテンオキシド、メチルシクロヘキセンオキシド、エチルシクロヘキセンオキシド、プロピルシクロヘキセンオキシド、ブチルシクロヘキセンオキシド、ジメチルシクロヘキセンオキシド、トリメチルシクロヘキセンオキシド、シクロペンチルプロペンオキシド、シクロペンチルブテンオキシド、シクロペンチルペンテンオキシド、シクロヘキシルプロペンオキシド、シクロヘキシルブテンオキシド、スチレンオキシド、フェニルプロペンオキシド、フェニルブテンオキシド等が挙げられる。 The epoxy compound obtained by the production method of the present invention is not particularly limited. For example, propylene oxide, butene oxide, pentene oxide, hexene oxide, heptene oxide, octene oxide, nonene oxide, decene oxide, dodecene oxide, cyclopropene oxide. , Cyclobutene oxide, cyclopentene oxide, cyclohexene oxide, cycloheptene oxide, cyclooctene oxide, cyclononene oxide, cyclodecene oxide, methylcyclopentene oxide, ethylcyclopentene oxide, propylcyclopentene oxide, butylcyclopentene oxide, methylcyclohexene oxide, ethylcyclohexene Oxide, propylcyclohexene oxide, butylcyclohexene oxide, dimethyl Le cyclohexene oxide, trimethyl cyclohexene oxide, cyclopentyl propene oxide, cyclopentyl butene oxide, cyclopentyl point pen Ten oxide, cyclohexyl propene oxide, cyclohexyl butene oxide, styrene oxide, phenyl propene oxide, and phenyl-butene oxide and the like.
本発明のエポキシ化合物の製造法を行う際の反応温度に制限はなく、その中でも副反応を抑制しつつ高い反応速度でのエポキシ化合物の製造が可能となることから0〜200℃であることが好ましく、特に20〜150℃、さらに40〜100℃であることが好ましい。また、反応圧力としては、常圧〜20MPaが好ましく、特に常圧〜5MPaであることが好ましい。なお、本発明の製造法においては、オレフィンは気体又は液体のいずれの状態でも用いることができ、液体状態で用いる場合には加圧下で反応すればよい。 There is no restriction | limiting in the reaction temperature at the time of performing the manufacturing method of the epoxy compound of this invention, and since it becomes possible to manufacture an epoxy compound with a high reaction rate, suppressing a side reaction, it must be 0-200 degreeC. Particularly, it is preferably 20 to 150 ° C, more preferably 40 to 100 ° C. The reaction pressure is preferably normal pressure to 20 MPa, particularly preferably normal pressure to 5 MPa. In the production method of the present invention, olefin can be used in a gas or liquid state, and when used in a liquid state, it may be reacted under pressure.
本発明のエポキシ化合物の製造法においては、水溶性パラジウム錯体及び結晶性チタノシリケートの存在下、オレフィン、第二級アルコール及び分子状酸素を水性媒体中で反応することが可能であれば如何なる方法を用いることも可能であり、例えばオレフィン、第二級アルコール、分子状酸素、水溶性パラジウム錯体、結晶性チタノシリケート及び水性媒体を一括して反応装置に仕込む回分式、反応装置にオレフィン、第二級アルコール及び分子状酸素を連続的に供給する半回分式、オレフィン、第二級アルコール及び分子状酸素を連続的に供給するとともに、未反応ガス及び反応液を連続的に抜き出す固定床又は懸濁床の連続式、等のいずれの方法でも実施できる。また、製造されたエポキシ化合物は、反応混合物を順次蒸留するなど公知の方法により分離回収することができ、本発明の製造法は、このような付随工程を設けることも可能である。また、本発明の製造法においては、該水溶性パラジウム錯体及び結晶性チタノシリケートは、反応後に水性媒体相に存在することから、分離・回収した水性媒体相をそのまま再利用することができる。 In the method for producing an epoxy compound of the present invention, any method can be used as long as it is possible to react an olefin, a secondary alcohol and molecular oxygen in an aqueous medium in the presence of a water-soluble palladium complex and a crystalline titanosilicate. For example, a batch type in which olefin, secondary alcohol, molecular oxygen, water-soluble palladium complex, crystalline titanosilicate, and aqueous medium are charged into the reactor at once, olefin in the reactor, Semi-batch, continuous supply of secondary alcohol and molecular oxygen, olefin, secondary alcohol and molecular oxygen are continuously supplied, and unreacted gas and reaction liquid are continuously withdrawn from a fixed bed or suspension. Any method such as a continuous type of muddy bed can be used. Further, the produced epoxy compound can be separated and recovered by a known method such as sequential distillation of the reaction mixture, and the production method of the present invention can be provided with such an accompanying process. In the production method of the present invention, since the water-soluble palladium complex and crystalline titanosilicate are present in the aqueous medium phase after the reaction, the separated and recovered aqueous medium phase can be reused as it is.
本発明の製造法は、エポキシ化合物と同時にケトン化合物をも製造することが可能であり、該ケトン化合物は、水素化することにより容易に原料である第二級アルコールに戻すことが可能であり、該第二級アルコールは原料として再生利用することができる。 The production method of the present invention can produce a ketone compound simultaneously with an epoxy compound, and the ketone compound can be easily returned to a secondary alcohol as a raw material by hydrogenation, The secondary alcohol can be recycled as a raw material.
水溶性パラジウム錯体及び結晶性チタノシリケートの存在下、オレフィン、第二級アルコールおよび分子状酸素を水性媒体中で反応することで、エポキシ化合物を高活性かつ高選択的に製造することができ、溶媒として水性媒体を用い、更に過酸化物を使用しないことから安全な製造法となる、新規なエポキシ化合物の製造法を提供することができる。 By reacting an olefin, secondary alcohol and molecular oxygen in an aqueous medium in the presence of a water-soluble palladium complex and crystalline titanosilicate, an epoxy compound can be produced with high activity and high selectivity, It is possible to provide a novel method for producing an epoxy compound, which is a safe production method because an aqueous medium is used as a solvent and no peroxide is used.
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
調製例(結晶性チタノシリケートの調製)
特許第3697737号公報に準拠し結晶性チタノシリケートを調製した。
Preparation example (Preparation of crystalline titanosilicate)
Crystalline titanosilicate was prepared according to Japanese Patent No. 3697737.
温度計及び攪拌装置を備えた内容積1000mlの四つ口フラスコにテトラエチルオルトチタネート44.1g、次いでテトラエチルオルトシリケート198gを窒素気流下で入れ混合した。この混合溶液を0℃に冷却後、25重量%水酸化テトラプロピルアンモニウム水溶液345gをフィードポンプにより1時間かけて滴下した。さらにこの液を室温で1時間攪拌して熟成処理を行った。攪拌後、混合物は均一溶液になった。この四つ口フラスコを油浴で約90℃に加熱し、加水分解によって生じたエタノール及び水を蒸留除去した。 44.1 g of tetraethylorthotitanate and then 198 g of tetraethylorthosilicate were placed in a four-necked flask having an internal volume of 1000 ml equipped with a thermometer and a stirrer and mixed under a nitrogen stream. After cooling this mixed solution to 0 ° C., 345 g of a 25 wt% tetrapropylammonium hydroxide aqueous solution was added dropwise over 1 hour with a feed pump. Further, this solution was aged at room temperature for 1 hour. After stirring, the mixture became a homogeneous solution. This four-necked flask was heated to about 90 ° C. in an oil bath, and ethanol and water generated by hydrolysis were distilled off.
蒸留除去された混合物にイオン交換水604gを加えた後、その400mlを温度計及び攪拌装置を備えた内容積500mlのハステロイ製耐圧反応容器に入れ、自圧下、170℃まで2時間で昇温させ、48時間攪拌して水熱合成を行った。オートクレーブの内容物を遠心分離し、60℃のイオン交換水で十分洗浄した。得られた白色粉末を90℃で15時間乾燥後、550℃にて5時間焼成して結晶性チタノシリケート21.5gを得た。得られた結晶性チタノシリケートは、X線回折装置(XRD)よりMFI型構造であることを確認した。 After adding 604 g of ion-exchanged water to the distilled and removed mixture, 400 ml thereof was put into a 500 ml Hastelloy pressure-resistant reaction vessel equipped with a thermometer and a stirrer, and the temperature was raised to 170 ° C. under self-pressure for 2 hours. The mixture was stirred for 48 hours for hydrothermal synthesis. The contents of the autoclave were centrifuged and washed thoroughly with ion exchange water at 60 ° C. The obtained white powder was dried at 90 ° C. for 15 hours and then calcined at 550 ° C. for 5 hours to obtain 21.5 g of crystalline titanosilicate. The obtained crystalline titanosilicate was confirmed to have an MFI type structure by an X-ray diffractometer (XRD).
(反応評価)
反応評価は、200mlのステンレス製オートクレーブ(耐圧硝子工業社製、(商品名)TPR−1型)を用いて行った。反応液およびガスの分析は、ガスクロマトグラフ(島津製作所製、(商品名)GC−14A)で行い、キャピラリーカラム(GLサイエンス社製、(商品名)TC−FFAP、60m×0.25mm(内径)、膜厚0.25μm)を使用し、水素炎イオン化検出器(FID)を用い反応生成物を定量した。
(Reaction evaluation)
Reaction evaluation was performed using a 200 ml stainless steel autoclave (manufactured by Pressure Glass Industrial Co., Ltd., (trade name) TPR-1 type). The analysis of the reaction solution and gas was performed with a gas chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) GC-14A), and a capillary column (manufactured by GL Sciences, (trade name) TC-FFAP, 60 m × 0.25 mm (inner diameter)). The reaction product was quantified using a flame ionization detector (FID) using a film thickness of 0.25 μm.
実施例1
酢酸パラジウム(和光純薬製)0.011g(0.05mmol)及び2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンジスルホン酸二ナトリウム(東京化成製)0.056g(パラジウム1モルに対し、2モルに相当。)に、蒸留水10mlを加え、室温で撹拌し溶解させた後、一晩放置し水溶性パラジウム錯体溶液を調製した。水溶性パラジウム錯体溶液全量をオートクレーブに入れ、2−プロパノール31g(0.5mol;40ml)、蒸留水35ml、調製例により得られた結晶性チタノシリケート0.2gを仕込んだ。
Example 1
0.011 g (0.05 mmol) of palladium acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 0.056 g of disodium 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry) (1 mol of palladium) 10 ml of distilled water was added to the solution and stirred at room temperature for dissolution, and then allowed to stand overnight to prepare a water-soluble palladium complex solution. The whole amount of the water-soluble palladium complex solution was put in an autoclave, and charged with 31 g (0.5 mol; 40 ml) of 2-propanol, 35 ml of distilled water, and 0.2 g of crystalline titanosilicate obtained by the preparation example.
次に、オートクレーブを窒素で置換した後、酸素0.4MPa、プロピレン50mmol、窒素0.2MPaを加え、反応温度80℃で1.5時間撹拌し、プロピレンオキシドの製造を行った。 Next, after replacing the autoclave with nitrogen, oxygen 0.4 MPa, propylene 50 mmol, and nitrogen 0.2 MPa were added, and the mixture was stirred at a reaction temperature of 80 ° C. for 1.5 hours to produce propylene oxide.
反応結果を表1に示す。 The reaction results are shown in Table 1.
実施例2
2−プロパノール31g(0.5mol;40ml)を4g(0.06mmol;5ml)とし、蒸留水35mlを70mlに変更したこと以外は、実施例1と同様に反応を行った。
Example 2
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 31 g (0.5 mol; 40 ml) of 2-propanol was changed to 4 g (0.06 mmol; 5 ml) and 35 ml of distilled water was changed to 70 ml.
反応結果を表1に示す。 The reaction results are shown in Table 1.
実施例3
2−プロパノール4g(0.06mmol;5ml)の代わりに、3−ペンタノール(関東化学製)4g(0.06mmol;5ml)を用いたこと以外は、実施例2と同様に反応を行った。
Example 3
The reaction was performed in the same manner as in Example 2 except that 4 g (0.06 mmol; 5 ml) of 3-pentanol (manufactured by Kanto Chemical) was used instead of 4 g (0.06 mmol; 5 ml) of 2-propanol.
反応結果を表1に示す。 The reaction results are shown in Table 1.
実施例4
2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンジスルホン酸二ナトリウム0.056g(パラジウム1モルに対し、2モルに相当。)の代わりに、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンジスルホン酸二ナトリウム水和物(東京化成)0.055g(パラジウム1モルに対し、2モルに相当。)を用いたこと以外は、実施例1と同様に反応を行った。
Example 4
Instead of 0.056 g of disodium 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonate (corresponding to 2 mol per 1 mol of palladium), 4,7-diphenyl-1,10 -Reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that 0.055 g of disodium phenanthroline disulfonate (Tokyo Kasei) (corresponding to 2 mol per 1 mol of palladium) was used.
反応結果を表1に示す。 The reaction results are shown in Table 1.
実施例5
酢酸パラジウム0.011g(0.05mmol)及び2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンジスルホン酸二ナトリウム0.056g(パラジウム1モルに対し、2モルに相当。)に、水10mlを加え、室温で撹拌し溶解させた後、一晩放置し水溶性パラジウム錯体溶液を調製した。水溶性パラジウム錯体溶液全量をオートクレーブに入れ、2−プロパノール31g(0.5mol;40ml)、水35ml、1−ヘキセン(東京化成製)4.2g(50mmol)、調製例により得られた結晶性チタノシリケート0.2gを入れた。
Example 5
0.011 g (0.05 mmol) of palladium acetate and 0.056 g of disodium 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonate (corresponding to 2 mol per 1 mol of palladium) After adding 10 ml of water and stirring and dissolving at room temperature, it was left overnight to prepare a water-soluble palladium complex solution. The whole amount of the water-soluble palladium complex solution was put in an autoclave, and 31 g (0.5 mol; 40 ml) of 2-propanol, 35 ml of water, 4.2 g (50 mmol) of 1-hexene (manufactured by Tokyo Chemical Industry), and the crystalline tita obtained by the preparation example. 0.2 g of nosilicate was added.
次に、オートクレーブを窒素で置換した後、酸素0.4MPa、窒素0.2MPaを加え、反応温度80℃で1.5時間撹拌し、ヘキセンオキシドの製造を行った。 Next, after replacing the autoclave with nitrogen, oxygen 0.4 MPa and nitrogen 0.2 MPa were added, and the mixture was stirred at a reaction temperature of 80 ° C. for 1.5 hours to produce hexene oxide.
反応結果を表1に示す。 The reaction results are shown in Table 1.
酢酸パラジウム0.011gおよび2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンジスルホン酸二ナトリウム(東京化成製)0.056gを添加しないこと以外は、実施例1と同様に反応を行った。
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that 0.011 g of palladium acetate and 0.056 g of disodium 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline disulfonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry) were not added. went.
エポキシ化合物の生成は確認できなかった。 Formation of an epoxy compound could not be confirmed.
比較例2
2−プロパノール32gの代わりに、クロロベンゼン80mlを用いた以外は、実施例1と同様に反応を行った。
Comparative Example 2
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 80 ml of chlorobenzene was used instead of 32 g of 2-propanol.
エポキシ化合物の生成は確認できなかった。 Formation of an epoxy compound could not be confirmed.
本発明は、ジオール又はポリオールの原料として工業的に有用なエポキシ化合物を安全性に優れ、効率よく製造することが可能となる製造法に関するものである The present invention relates to a production method capable of producing an industrially useful epoxy compound as a diol or polyol raw material with excellent safety and efficiency.
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