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JPH023790B2 - - Google Patents
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JPH023790B2 - - Google Patents

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JPH023790B2
JPH023790B2 JP56139502A JP13950281A JPH023790B2 JP H023790 B2 JPH023790 B2 JP H023790B2 JP 56139502 A JP56139502 A JP 56139502A JP 13950281 A JP13950281 A JP 13950281A JP H023790 B2 JPH023790 B2 JP H023790B2
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JP
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formula
hydrogen peroxide
group
acid
antimony compound
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Ikuhisa Kuryama
Minoru Tsunoda
Shoichi Nito
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はオレフインオキシドの製造法に関し、
詳しくは、本発明はオレフインを過酸化水素によ
りエポキシ化するに当り、触媒としてアンチモン
化合物を使用することを特徴とする方法である。 オレフインオキシドは化学工業において種々の
用途に用いられており、たとえばウレタン、グリ
コール溶剤、コーテイング組成物、成形材料、界
面活性剤、可塑剤などの中間体原料、その他の多
くの製品の中間体原料として利用されて来てお
り、種々の方法により製造されて来ている。 オレフインのエポキシ化によるオレフインオキ
シドの製造としては、従来から次の三つの方法が
よく知られている。その一つは、クロルヒドリン
法と呼ばれるもので、アルカリ性媒体中で、オレ
フインと塩素あるいは次亜塩素酸ソーダとを反応
させてクロルヒドリンを生成し、このクロルヒド
リンの脱塩化水素によりエポキシドを得る方法で
ある。また、別の方法は、炭化水素を空気酸化し
てハイドロパーオキシドを得、これにより触媒の
存在下に、オレフインをエポキシ化する方法であ
る。この方法はハイドロパーキシドから生成する
アルコールが多量に副生する難点がある。さらに
は、アセトアルデヒドを空気酸化して過酢酸を
得、これによりオレフインをエポキシ化する方法
である。この方法は副生する多量の酢酸を回収し
なければならない難点がある。 近年、過酸化水素によるオレフインのエポキシ
化方法が提案され、種々のエポキシ化触媒の存在
下に、有機溶媒中、オレフインと過酸化水素とを
反応させることによるオレフインオキシドの製造
法について多数の報告がなされている。これらの
報告で使用されているエポキシ化触媒は、主とし
てモリブデン及びタンダステン系触媒である。こ
れらの触媒は高活性ではあるが過酸化水素を非常
に分解し易いという欠点を持つている。過酸化水
素をあまり分解することなくエポキシ化能を有す
る触媒としてホウ素及びヒ素系触媒も提案されて
いる。しかし、ホウ素系触媒は活性が低く、又、
ヒ素系触媒は活性は比較的高いが毒性が強いとい
う問題を有し、工業化するに未だ十分なものでは
ない。 さらに、アンチモン化合物とモリブデン又はタ
ングステンとからなる触媒を用いてエポキシ化す
る方法も提案されている。しかしながら、この場
合、触媒活性は比較的高いが、選択性および過酸
化水素の反応効率が劣る難点がある。 本発明らは、上記の諸点に鑑み、オレフイン類
のエポキシ化につき種々検討した結果、高活性
で、かつ、高選択性を示す触媒を見出し、本発明
を為すに到つたものである。 本発明はアンチモン化合物触媒の存在下に、オ
レフインと過酸化水素とを液相で接触させ、オレ
フインを過酸化水素により直接エポキシ化するオ
レフインオキシドの製造法を提供する。 本発明の目的は、高い触媒活性を有し、高い選
択性で効率よくオレフインをエポキシ化し得る新
規な触媒を提供するものである。 さらに他の目的および利点は以下の説明より明
らかになろう。 本発明において高い触媒活性を有し、高い選択
性で効率よくオレフインオキシドを生成する触媒
は、後述するアンチモン化合物である。本発明に
おいて触媒として使用されるアンチモン化合物は
実質的にモリブデン、タングステン、あるいはバ
ナジウムなどの他の金属を含有しないものであ
る。 本発明により、エポキシ化され得るオレフイン
は、オレフイン性不飽和炭化水素化合物であつ
て、置換又は非置換の直鎖状あるいは環状のオレ
フインである。該オレフインは通常2〜20の炭素
原子を含有し、また1個以上の二重結合を有す
る。該オレフインは、下記の式で表わすことがで
きる。すなわち、 (式中、R1,R2は水素又は1〜20個の炭素数
を有する置換または非置換の直鎖又は分枝鎖を有
するアルキル基) また、 (式中、R1,R2は上記に規定したと同じ、n
は0又は1〜10) また、 (式中、R1,R2は1〜4の炭素数を有するア
ルキル基、R3,R4はそれぞれ水素又は1〜10の
炭素数を有する置換または非置換の直鎖又は分枝
鎖を有するアルキル基) 該環状オレフインは、その環状部分は10個まで
の炭素原子と、1個の不飽和結合を有し、1〜10
の炭素原子を有する1個又は2個のアルキル基で
置換された化合物である。 また、 R1R2C=CR3R4 (式中、R1,R3は1〜10の炭素数を有する直
鎖又は分枝鎖のアルキル基、R2,R4は水素又は
R1,R3と同じ) さらに、
The present invention relates to a method for producing olefin oxide,
Specifically, the present invention is a method characterized by using an antimony compound as a catalyst in epoxidizing an olefin with hydrogen peroxide. Olefin oxides are used in a variety of applications in the chemical industry, including as intermediate raw materials for urethanes, glycol solvents, coating compositions, molding materials, surfactants, plasticizers, and many other products. It has been used and manufactured by various methods. The following three methods are conventionally well known for producing olefin oxide by epoxidizing olefin. One of them is called the chlorohydrin method, in which olefin is reacted with chlorine or sodium hypochlorite in an alkaline medium to produce chlorohydrin, and epoxide is obtained by dehydrochlorination of the chlorohydrin. Another method is to air oxidize hydrocarbons to obtain hydroperoxides, which then epoxidize olefins in the presence of a catalyst. This method has the disadvantage that a large amount of alcohol produced from hydroperoxide is produced as a by-product. Another method is to oxidize acetaldehyde in air to obtain peracetic acid, thereby epoxidizing the olefin. This method has the disadvantage that a large amount of by-product acetic acid must be recovered. In recent years, a method for epoxidizing olefins using hydrogen peroxide has been proposed, and many reports have been published on methods for producing olefin oxides by reacting olefins with hydrogen peroxide in an organic solvent in the presence of various epoxidation catalysts. being done. The epoxidation catalysts used in these reports are mainly molybdenum- and tundaste-based catalysts. Although these catalysts have high activity, they have the disadvantage of being very easy to decompose hydrogen peroxide. Boron and arsenic catalysts have also been proposed as catalysts that have the ability to epoxidize hydrogen peroxide without significantly decomposing it. However, boron-based catalysts have low activity and
Although arsenic-based catalysts have relatively high activity, they have the problem of strong toxicity, and are not yet suitable for industrialization. Furthermore, a method of epoxidation using a catalyst consisting of an antimony compound and molybdenum or tungsten has also been proposed. However, in this case, although the catalytic activity is relatively high, the selectivity and hydrogen peroxide reaction efficiency are poor. In view of the above points, the present inventors have conducted various studies on the epoxidation of olefins, and as a result, have discovered a highly active and highly selective catalyst, and have accomplished the present invention. The present invention provides a method for producing olefin oxide, in which olefin and hydrogen peroxide are contacted in a liquid phase in the presence of an antimony compound catalyst, and olefin is directly epoxidized with hydrogen peroxide. An object of the present invention is to provide a novel catalyst that has high catalytic activity and can efficiently epoxidize olefins with high selectivity. Further objects and advantages will become apparent from the description below. In the present invention, the catalyst that has high catalytic activity and efficiently produces olefin oxide with high selectivity is an antimony compound described below. The antimony compound used as a catalyst in the present invention is substantially free of molybdenum, tungsten, or other metals such as vanadium. According to the present invention, the olefin that can be epoxidized is an olefinic unsaturated hydrocarbon compound, and is a substituted or unsubstituted linear or cyclic olefin. The olefin usually contains 2 to 20 carbon atoms and has one or more double bonds. The olefin can be represented by the following formula. That is, (In the formula, R 1 and R 2 are hydrogen or a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms) (In the formula, R 1 and R 2 are the same as defined above, n
is 0 or 1 to 10) Also, (In the formula, R 1 and R 2 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 and R 4 are each hydrogen or a substituted or unsubstituted linear or branched chain having 1 to 10 carbon atoms. The cyclic olefin has up to 10 carbon atoms and one unsaturated bond, and the cyclic olefin has 1 to 10 carbon atoms.
is a compound substituted with one or two alkyl groups having carbon atoms. In addition, R 1 R 2 C=CR 3 R 4 (wherein R 1 and R 3 are linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, R 2 and R 4 are hydrogen or
Same as R 1 and R 3 ) Furthermore,

【式】又は[Formula] or

【式】 (式中、Rは2〜10の炭素数を有する1価のア
ルケニル基、R′は2〜5の炭素数を有する2価
のアルケニル基) である。 上記の式で表わされるオレフインの代表的な具
体例としては、たとえば、プロピレン、ブテン、
イソブテン、ヘキセンの如き脂肪族オレフイン;
シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテ
ンの如きシクロオレフイン;メチルシクロヘキセ
ン、メチルシクロペンテン、ビニルシクロヘキセ
ンの如きアルキル及びアルケニルシクロオレフイ
ン;スチレン、ビニルトルエン、メチルスチレン
の如きアルケニル芳香族炭火水素;1,5−シク
ロオクタジエン、1,5,9−シクロデカトリエ
ン、1,4−シクロヘキサジエン、ブタジエンの
如き共役または非共役のジオレフイン;アリルア
ルコル、メチルビニルカルビノール、シクロヘキ
セノールの如きオレフイン系アルコール;塩化ア
リル、臭化アリルの如きハロゲン化オレフイン;
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイ
ン酸、アリルアセテート、さらには大豆油、あま
に油等の如き不飽和脂肪酸及びそのエステルが例
示される。 本発明におけるアンチモン化合物触媒は、無機
アンチモン化合物又は有機アンチモン化合物およ
びこれらの混合物である。該無機アンチモン化合
物としては、アンチモンの酸化物、オキシ酸、オ
キシ酸の塩、又はエステル、ハロゲン化物、オキ
シハロゲン化物、および硫化物を挙げることがで
きる。これらの具体例としては、たとえば、
Sb2O3,Sb2O4,Sb2O5,Sb(OH)3,H〔Sb
(OH)6〕,NaSbO2,KSbO2,K3SbO4,SbC3
SbBr3,Sb4O5C,SbOC,Sb2S3,Sb2O5
どが例示される。 該有機アンチモン化合物としては、アンチモン
の原子価が+3価の場合は、一般式RSbXYで表
わされる化合物である。(ここで、式中、Rはア
ルキル基、アラルキル基、アリール基、X又はY
は水素、アルキル基、アラルキル基、アリール
基、ハロゲン、ヒドロキシル基、アルコキシ基、
アシロキシ基、−SbR′R″,−OSbR′R″,−NR′R″,
−PO(OR′)2,−OSiR′R″R,−Sであり、(R′、
R″、Rはアルキル基、アラルキル基又はアリ
ール基)である。) その他に、式(RSb=O)n(式中、Rは上記
と同じ、nは重合体構造における反復単位数を示
す)で表わされるスチボン酸無水物、式
[Formula] (wherein R is a monovalent alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and R' is a divalent alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms). Typical specific examples of olefins represented by the above formula include propylene, butene,
Aliphatic olefins such as isobutene and hexene;
Cycloolefins such as cyclopentene, cyclohexene, cyclooctene; alkyl and alkenylcycloolefins such as methylcyclohexene, methylcyclopentene, vinylcyclohexene; alkenyl aromatic hydrocarbons such as styrene, vinyltoluene, methylstyrene; 1,5-cyclooctadiene, Conjugated or non-conjugated diolefins such as 1,5,9-cyclodecatriene, 1,4-cyclohexadiene, butadiene; Olefin alcohols such as allyl alcohol, methylvinylcarbinol, cyclohexenol; allyl chloride, allyl bromide halogenated olefins such as;
Examples include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, oleic acid, allyl acetate, and unsaturated fatty acids and esters thereof such as soybean oil and linseed oil. The antimony compound catalyst in the present invention is an inorganic antimony compound, an organic antimony compound, or a mixture thereof. The inorganic antimony compounds include antimony oxides, oxyacids, salts of oxyacids, or esters, halides, oxyhalides, and sulfides. Specific examples of these include, for example:
Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , Sb(OH) 3 , H[Sb
(OH) 6 ], NaSbO 2 , KSbO 2 , K 3 SbO 4 , SbC 3 ,
Examples include SbBr 3 , Sb 4 O 5 C, SbOC, Sb 2 S 3 and Sb 2 O 5 . When the valence of antimony is +3, the organic antimony compound is a compound represented by the general formula RSbXY. (wherein, R is an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group, X or Y
is hydrogen, alkyl group, aralkyl group, aryl group, halogen, hydroxyl group, alkoxy group,
Acyloxy group, −SbR′R″, −OSbR′R″, −NR′R″,
−PO(OR′) 2 , −OSiR′R″R, −S, and (R′,
R'', R is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group)) In addition, the formula (RSb=O)n (wherein R is the same as above, n indicates the number of repeating units in the polymer structure) Stibonic acid anhydride, represented by the formula

【式】(式中、Rは上記の同じ)で表わ されるスチボランのような複素環式誘導体、ある
いは式(RSb=)2(式中、Rは上記に同じ)で表
わされるアンチモノ誘導体を挙げることができ
る。また、アンチモンの原子価が+5価の場合、
一般式R′R″RSbXY,R′R″Sb(=O)X,R
Sb(=O)XYで表わされる化合物があげれる。
(式中、R′,R″,R,X,Yは前記と同様であ
る。) 上記の有機アンチモン化合物の例を具体的に示
すと、たとえば、CH3SbO2,C6H5SbC2
(CH32SbC,(CH34SbC,(C6H52SbC2
(C2H52SbOCH3,(C6H54SbOH,(C6H53Sb
(OH)2,(C6H52Sb(OCH32
Mention heterocyclic derivatives such as stiborane represented by the formula [formula] (wherein R is the same as above) or antimono derivatives represented by the formula (RSb=) 2 (wherein R is the same as above) Can be done. Also, if the valence of antimony is +5,
General formula R′R″RSbXY, R′R″Sb (=O)X, R
Examples include compounds represented by Sb(=O)XY.
( In the formula , R', R ' ' , R , ,
( CH3 ) 2SbC , ( CH3 ) 4SbC , ( C6H5 ) 2SbC2 ,
(C 2 H 5 ) 2 SbOCH 3 , (C 6 H 5 ) 4 SbOH, (C 6 H 5 ) 3 Sb
(OH) 2 , (C 6 H 5 ) 2 Sb(OCH 3 ) 2 ,

【式】【formula】

【式】(CH32Sb−Sb (CH32,(C6H52Sb−O−Sb(C6H52
[Formula] (CH 3 ) 2 Sb-Sb (CH 3 ) 2 , (C 6 H 5 ) 2 Sb-O-Sb (C 6 H 5 ) 2 ,

【式】(CH32Sb・N (CH32[Formula] (CH 3 ) 2 Sb・N (CH 3 ) 2 ,

【式】【formula】

【式】(CH32Sb・OSi (CH32[Formula] (CH 3 ) 2 Sb・OSi (CH 3 ) 2 ,

【式】CH3Sb (SC6H52,(C6H53Sb=S,(C6H53Sb=O,
[Formula] CH 3 Sb (SC 6 H 5 ) 2 , (C 6 H 5 ) 3 Sb=S, (C 6 H 5 ) 3 Sb=O,

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】 C6H5SbO3H2[Formula] C 6 H 5 SbO 3 H 2 ,

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】(C6H53Sb, (C6H5・Sb)n,(C6H5Sb=O)nなどのアンチ
モン誘導体が挙げられる。 上記アンチモン化合物の中で好ましいものは
R′R″Sb(=O)X,RSb(=O)XYで表わさ
れる化合物であり、特に好ましくはR′R″Sb(=
O)OH,RSb(=O)(OH)2で表わされる有
機スチボン酸、有機スチビン酸である。具体的に
は、例えば、 メチルスチボン酸
Examples include antimony derivatives such as (C 6 H 5 ) 3 Sb, (C 6 H 5 ·Sb)n, and (C 6 H 5 Sb=O)n. Among the above antimony compounds, preferred are
A compound represented by R′R″Sb(=O)X, RSb(=O)XY, particularly preferably R′R″Sb(=
O) OH, R Sb (=O) (OH) 2 Organic stibonic acid, organic stibic acid. Specifically, for example, methylstivonic acid

【式】フエ ニルスチボン酸[Formula] Hue Nilstivonic acid

【式】(o, m,およびp−)メチルフエニルスチボン酸
[Formula] (o, m, and p-)methylphenylstibonic acid

【式】(o,m、およびp −)メトキシフエニルスチボン酸
[Formula] (o, m, and p-)methoxyphenylstibonic acid

【式】(o,m、およびp −)カルボキシフエニルスチボン酸
[Formula] (o, m, and p -)carboxyphenylstibonic acid

【式】(o,m、およびp −)クロロフエニルスチボン酸
[Formula] (o, m, and p -)chlorophenylstibonic acid

【式】(o,m、およびp −)ニトロフエニルスチボン酸
[Formula] (o, m, and p-)nitrophenylstibonic acid

【式】ジメチルスチビン酸 ([Formula] Dimethylstibic acid (

【式】ジエチルスチビン酸 ([Formula] Diethylstivic acid (

【式】ジフエニルスチビン酸[Formula] Diphenylstibic acid

【式】などが挙げられる。 本発明において触媒として使用される上記アン
チモン化合物は、可溶性又は部分的可溶性のもの
が好ましい。この点から上記のアンチモン化合物
において有機アンチモン化合物が好ましい訳であ
る。しかし難溶性ないし不溶性のものも使用でき
る。また反応物と触媒との接触を十分に行なわせ
るための慣用技術が使用される。 本発明は、反応触媒を用いて反応させることが
好ましく、この反応溶媒は反応系を液相に維持す
ることができ,反応物及び触媒に対し不活性であ
るものが使用される。一般的に該反応溶媒として
はアルコール、エステル、エーテル、飽和炭化水
素、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、有機
カルボン酸等から任意に選択することができる。
これら溶媒は、たとえば、n−プロパノール、
iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタ
ノール、t−ブタノール、アルミアルコール、シ
クロヘキサノール、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、エチルエーテル、イソプロピル
エーテル、ジオキサン、テトラヒロドフラン、エ
チレンオキシド,メチルアセテート、エチルアセ
テート、フエニルアセテート、シクロヘキシルア
セテート、n−ペンタン、シクロヘキサン、シク
ロヘキセン、ジクロルメタン、ジクロルエタン、
ジクロルプロパン、テトラクロルエタン、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン、ジク
ロルベンゼン、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ
酪酸、安息香酸などが挙げられる。これらのうち
特に好ましいのは有機カルボン酸あるいは有機カ
ルボン酸とその他の溶媒との混合物である。例え
ばその具体例を数例挙げると、酢酸、プロピオン
酸、酪酸、イソ酪酸、酢酸−ベンゼン、酢酸−ジ
クロルメタン、酢酸−ジクロルエタン、酢酸−ジ
クロルプロパン、プロピオン酸−ベンゼン、プロ
ピオン酸−シクロヘキサン、プロピオン酸−ジク
ロルメタン、プロピオン酸−ジクロルエタン、プ
ロピオン酸−ジクロルプロパン、プロピオン酸−
t−ブタノール、プロピオン酸−酢酸メチル、プ
ロピオン酸−ジオキサン、m−クロル安息香酸−
ジオキサン等である。使用する溶媒を有機カルボ
ン酸単独で用いるか、有機カルボン酸と他の溶媒
との混合物を用いるか、あるいは溶媒の混合割合
などは、反応に使用されるオレフインの種類、生
成したエポキシ化物の種類、さらには操作上の便
宜さ、経済性を考慮して適宜決められる。たとえ
ば、生成したエポキシ化物が有機カルボン酸によ
つて開環され易い場合には、溶媒中に占める有機
カルボン酸の割合を低くすることにより開環反応
を避けることができる。溶媒として有機カルボン
酸を併用する場合、有機カルボン酸の好ましい使
用量は、反応系の全液目の1%以上、好ましくは
5%以上である。 本発明において、反応に使用される過酸化水素
の濃度は、反応条件下において触媒をのぞいた反
応物ができるだけ均一相を保つ程度が好ましい。
したがつて、通常は30〜90%(重量)程度のもの
が使用される。しかし、対象とするオレフインに
よつては反応系中の水分によつて開環し易いもの
もあるので、より濃厚な濃度の過酸化水素を必要
とする場合もある。このような場合には、反応
中、反応系から反応溶媒との共沸によつて水分を
系外に除去しながら、あるいは窒素、アルゴン・
ヘリウムのような不活性ガスを連続的に反応器中
に導入して水分を系外に除去しながら反応させる
方法、あるいは無水硫酸ナトリウム、無水硫酸マ
グネシウム等の脱水剤を加えて水分を除去するこ
とも望ましい方法である。 反応温度は、触媒の活性、対象とするオレフイ
ンの反応性、生成するエポキシ化合物の開環のし
易さ、選択する溶媒の種類によつて広範囲に選択
されるが、一般には約0℃〜約150℃の範囲であ
り、好ましくは40〜120℃の範囲である。また反
応は大気圧以下でも加圧下でも、反応系が液相を
維持できる条件下で行なわれ得る。通常、1〜
150気圧の圧力が望ましい。 本発明において使用される触媒濃度はかなり広
範囲に選ぶことができ、その範囲は使用される触
媒として使用されるアンチモン化合物の種類、対
象とするオレフインの種類、反応性などにより好
ましい触媒的活性作用をする濃度が適宜選択され
る。したがつて、触媒の使用量は、触媒的活性作
用をするに必要な量であり、一般的には過酸化水
素1モル当り1/2000〜1/2モル、好ましくは1/400
〜1/5モルである。また反応系中のオレフインの
濃度も特に制限はないが、一般的には、反応系に
おける過酸化水素に対するモル比が1/30〜30/
1の範囲内である。 尚、原料過酸化水素は比較的不安定な物質であ
り重金属等の混入により反応中分解して消失し、
収率の低下を招き易いので、キレート剤等の安定
剤を加えることは望ましいことである。 キレート剤としては、たとえば、エチレンジア
ミン四酢酸、ジエチレンテトラミン五酢酸、シク
ロヘキサンジアミン四酢酸、アミノトリメチレン
ホスホン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1
−ジホスホン酸(たとえば、商品名 Dequest
2010、モンサント社製)、エチレンジアミンテト
ラメチレンホスホン酸(たとえば、商品名、
Dequest 2041、モンサント社製)などが例示さ
れる。 以上の様に本発明の方法はアンチモン化合物を
触媒として使用することにより、過酸化水素によ
るオレフインをエポキシ化を高収率、高選択率で
行なうことができる方法であり、工業的に極めて
有利な方法である。 実施例 1 内容積300c.c.のsus316製オートクレープに、溶
媒としてジクロルメタン 25ml、t−ブタノール
10ml、プロピオン酸 5ml、触媒としてp−メ
トキシフエニルスチボン酸 0.5gを加え、つぎ
に90%過酸化水素 0.113モル、プロピレンを
0.40モル加え、70℃で60分間反応させた。未反応
の過酸化水素は0.025モル、生成したプロピレン
オキサイドはガスクロマトグラフイーで分折した
ところ、0.074モルであつた。これは過酸化水素
を基準にして選択率 84%、転化率77%であつ
た。 実施例 2 水分離器、還流冷却器を備えた内容積100c.c.の
4つロフラスコに、溶媒としてジオキサン 15
ml、酢酸 10ml、触媒としてフエニルスチボン酸
0.5gを加え、つぎにシクロヘキセン 40mlを
加えて還流させる。撹拌しながら60%過酸化水素
0.104モルを30分を要して滴下させた。滴下後
30分間還流下反応させた。未反応過酸化水素は
0.011モルであつた。また生成したシクロヘキセ
ンオキサイドをガスクロマトグラフイーにより分
折したところ、0.086モルであつた。これは過酸
化水素を基準にして選択率 92%、転化率 89%
であつた。 実施例 3 内容積300c.c.のsus316製オートクレーブに溶媒
としてベンゼン 25ml、t−ブタノール 15ml、
触媒としてp−クロルフエニルスチボン酸 0.5
g加え、つぎに90%過酸化水素 0.112モル、プ
ロピレンを0.40モル加え、70℃で60分間反応させ
た。未反応の過酸化水素は0.088モル、生成した
プロピレンオキサイドはガスクロマトグラフイー
で分折したところ0.021モルであつた。これは過
酸化水素を基準にして選択率 87%、転化率 21
%であつた。 実施例 4 200c.c.のガラス製オートクレーブに溶媒として
プロピオン酸 20ml、ジクロルメタン 20ml、触
媒としてフエニルスチボン酸 1・0gを加え、
つぎに塩化アリル 20ml、安定剤(Dequest
2041 モンサント社製)を0.02g、90%過酸化水
素 0.098モルを加えて撹拌しながら110℃で60分
間反応させた。反応液中の未反応過酸化水素は
0.007モルであつた。また、反応液中の生成物を
ガスクロマトグラフイーで分折したところ、エピ
クロルヒドリンが0.076モル生成していた。これ
は過酸化水素基準で選択率 84%、転化率 93%
であつた。 実施例 5 還流冷却器付4つ口フラスコに溶媒としてプロ
ピオン酸 45ml、触媒として三塩化アンチモン
0.5gを加え、つぎに塩化アリル 20mlを加えて
撹拌しながら還流させた。そこへ60%過酸化水素
0.100モルを加え、さらに120分間還流下反応を
行なつた。未反応の過酸化水素は0.022モル、生
成したエピクロルヒドリンはガスクロマトグラフ
イーで分折したところ0.060モルであつた。これ
は過酸化水素を基準にして選択率 76%、転化率
78%であつた。 実施例 6 実施例5と同条件にて90%過酸化水素 0.105
モル使用したところ、過酸化水素を基準にしてエ
ピクロルヒドリンの選択率 75%、転化率 94%
であつた。 実施例 7 実施例5と同条件にて、触媒としてトリフエニ
ルアンチモン 0.5g、90%過酸化水素 0.104モ
ルを使用したところ、過酸化水素を基準にしてエ
ピクロルヒドリンの選択率 84%、転化率 88%
であつた。 実施例 8 水分離器、還流冷却器を備えた内容積100c.c.の
4つ口フラスコに溶媒としてプロピオン酸 25
ml、ジクロルエタン 20ml、触媒としてジフエニ
ルスチビン酸 1.0gを加え、つぎに塩化アリル
30mlを加えて還流させた。撹拌しながら60%過
酸化水素 0.103モルを30分間を要して滴下させ
た。滴下後120分間反応を行なつた。反応中、反
応液を還流させることによつて反応系中の水分を
除去した。未反応過酸化水素は0.008モル、生成
したエピロルヒドリンは0.088モルであつた。こ
れは過酸化水素を基準にして選択率 93%、転化
率 92%であつた。
Examples include [Formula]. The antimony compound used as a catalyst in the present invention is preferably soluble or partially soluble. From this point of view, organic antimony compounds are preferable among the above antimony compounds. However, poorly soluble or insoluble ones can also be used. Also, conventional techniques are used to effect sufficient contact of the reactants with the catalyst. In the present invention, it is preferable to carry out the reaction using a reaction catalyst, and the reaction solvent used is one that can maintain the reaction system in a liquid phase and is inert to the reactants and the catalyst. Generally, the reaction solvent can be arbitrarily selected from alcohols, esters, ethers, saturated hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, organic carboxylic acids, and the like.
These solvents include, for example, n-propanol,
iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, t-butanol, aluminum alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, ethyl ether, isopropyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, ethylene oxide, methyl acetate, ethyl acetate, enyl acetate, cyclohexyl acetate, n-pentane, cyclohexane, cyclohexene, dichloromethane, dichloroethane,
Examples include dichloropropane, tetrachloroethane, benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, and benzoic acid. Among these, particularly preferred are organic carboxylic acids or mixtures of organic carboxylic acids and other solvents. For example, to name a few specific examples, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, acetic acid-benzene, acetic acid-dichloromethane, acetic acid-dichloroethane, acetic acid-dichloropropane, propionic acid-benzene, propionic acid-cyclohexane, propionic acid -dichloromethane, propionic acid-dichloroethane, propionic acid-dichloropropane, propionic acid-
t-Butanol, propionic acid-methyl acetate, propionic acid-dioxane, m-chlorobenzoic acid-
Dioxane etc. Whether the solvent used is an organic carboxylic acid alone, a mixture of an organic carboxylic acid and another solvent, or the mixing ratio of the solvents depends on the type of olefin used in the reaction, the type of epoxide produced, Furthermore, it can be determined as appropriate in consideration of operational convenience and economic efficiency. For example, if the produced epoxidized product is easily ring-opened by an organic carboxylic acid, the ring-opening reaction can be avoided by lowering the proportion of the organic carboxylic acid in the solvent. When an organic carboxylic acid is used as a solvent, the amount of the organic carboxylic acid used is preferably 1% or more, preferably 5% or more of the total liquid in the reaction system. In the present invention, the concentration of hydrogen peroxide used in the reaction is preferably such that the reactants, excluding the catalyst, remain as homogeneous as possible under the reaction conditions.
Therefore, usually about 30 to 90% (by weight) is used. However, since some target olefins are susceptible to ring opening due to moisture in the reaction system, a higher concentration of hydrogen peroxide may be required. In such cases, during the reaction, water may be removed from the reaction system by azeotropy with the reaction solvent, or nitrogen, argon,
A method in which an inert gas such as helium is continuously introduced into the reactor and the reaction is carried out while removing moisture from the system, or a method in which a dehydrating agent such as anhydrous sodium sulfate or anhydrous magnesium sulfate is added to remove moisture. is also a desirable method. The reaction temperature is selected over a wide range depending on the activity of the catalyst, the reactivity of the target olefin, the ease of ring opening of the epoxy compound to be produced, and the type of solvent selected, but is generally about 0°C to about 0°C. The temperature is in the range of 150°C, preferably in the range of 40 to 120°C. Furthermore, the reaction can be carried out under conditions that allow the reaction system to maintain a liquid phase, either below atmospheric pressure or under elevated pressure. Usually 1~
A pressure of 150 atmospheres is desirable. The catalyst concentration used in the present invention can be selected over a fairly wide range, and the range depends on the type of antimony compound used as a catalyst, the type of target olefin, reactivity, etc. to achieve a preferable catalytic activity. The concentration is selected as appropriate. Therefore, the amount of catalyst used is the amount necessary for catalytic activation, and is generally 1/2000 to 1/2 mole, preferably 1/400 mole per mole of hydrogen peroxide.
~1/5 mole. There is also no particular limit to the concentration of olefin in the reaction system, but generally the molar ratio to hydrogen peroxide in the reaction system is 1/30 to 30/
It is within the range of 1. In addition, raw material hydrogen peroxide is a relatively unstable substance, and if heavy metals etc. are mixed in, it decomposes and disappears during the reaction.
It is desirable to add a stabilizer such as a chelating agent since this tends to lead to a decrease in yield. Examples of the chelating agent include ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetetraminepentaacetic acid, cyclohexanediaminetetraacetic acid, aminotrimethylenephosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1
- diphosphonic acid (e.g. trade name Dequest
2010, manufactured by Monsanto), ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid (e.g., trade name,
Examples include Dequest 2041 (manufactured by Monsanto). As described above, the method of the present invention is a method that can epoxidize olefins with hydrogen peroxide in high yield and high selectivity by using an antimony compound as a catalyst, and is extremely advantageous industrially. It's a method. Example 1 In a SUS316 autoclave with an internal volume of 300 c.c., 25 ml of dichloromethane and t-butanol were added as solvents.
10 ml, propionic acid 5 ml, p-methoxyphenylstibonic acid 0.5 g as a catalyst were added, and then 90% hydrogen peroxide 0.113 mol and propylene were added.
0.40 mol was added and reacted at 70°C for 60 minutes. The amount of unreacted hydrogen peroxide was 0.025 mol, and the amount of propylene oxide produced was 0.074 mol when analyzed by gas chromatography. This had a selectivity of 84% and a conversion rate of 77% based on hydrogen peroxide. Example 2 Dioxane 15 was added as a solvent to a four-bottle flask with an internal volume of 100 c.c. equipped with a water separator and a reflux condenser.
ml, acetic acid 10ml, phenylstibonic acid as catalyst
Add 0.5 g, then 40 ml of cyclohexene and reflux. 60% hydrogen peroxide with stirring
0.104 mol was added dropwise over 30 minutes. After dripping
The reaction was carried out under reflux for 30 minutes. Unreacted hydrogen peroxide is
It was 0.011 mole. Further, when the produced cyclohexene oxide was analyzed by gas chromatography, it was found to be 0.086 mol. This has a selectivity of 92% and a conversion rate of 89% based on hydrogen peroxide.
It was hot. Example 3 In a SUS316 autoclave with an internal volume of 300 c.c., 25 ml of benzene, 15 ml of t-butanol, and
p-chlorophenylstibonic acid as catalyst 0.5
Next, 0.112 mol of 90% hydrogen peroxide and 0.40 mol of propylene were added, and the mixture was reacted at 70°C for 60 minutes. The amount of unreacted hydrogen peroxide was 0.088 mol, and the amount of propylene oxide produced was 0.021 mol when analyzed by gas chromatography. This has a selectivity of 87% and a conversion rate of 21% based on hydrogen peroxide.
It was %. Example 4 20 ml of propionic acid as a solvent, 20 ml of dichloromethane as a solvent, and 1.0 g of phenylstibonic acid as a catalyst were added to a 200 c.c. glass autoclave.
Next, add 20ml of allyl chloride, stabilizer (Dequest
2041 (manufactured by Monsanto) and 0.098 mol of 90% hydrogen peroxide were added and reacted at 110° C. for 60 minutes with stirring. Unreacted hydrogen peroxide in the reaction solution is
It was 0.007 mol. Further, when the product in the reaction solution was analyzed by gas chromatography, it was found that 0.076 mol of epichlorohydrin was produced. This has a selectivity of 84% and a conversion rate of 93% based on hydrogen peroxide.
It was hot. Example 5 45 ml of propionic acid as a solvent and antimony trichloride as a catalyst in a four-necked flask with a reflux condenser.
0.5 g was added, and then 20 ml of allyl chloride was added and the mixture was refluxed with stirring. There 60% hydrogen peroxide
0.100 mol was added and the reaction was further carried out under reflux for 120 minutes. The amount of unreacted hydrogen peroxide was 0.022 mol, and the amount of epichlorohydrin produced was 0.060 mol when analyzed by gas chromatography. This has a selectivity of 76% and a conversion rate based on hydrogen peroxide.
It was 78%. Example 6 90% hydrogen peroxide 0.105 under the same conditions as Example 5
Using moles, epichlorohydrin selectivity was 75% and conversion was 94% based on hydrogen peroxide.
It was hot. Example 7 Under the same conditions as Example 5, using 0.5 g of triphenylantimony and 0.104 mol of 90% hydrogen peroxide as a catalyst, the selectivity of epichlorohydrin was 84% and the conversion rate was 88% based on hydrogen peroxide.
It was hot. Example 8 Propionic acid was added as a solvent to a 4-neck flask with an internal volume of 100 c.c. equipped with a water separator and a reflux condenser.
ml, 20 ml of dichloroethane, 1.0 g of diphenylstibic acid as a catalyst, and then allyl chloride.
30 ml was added and refluxed. While stirring, 0.103 mol of 60% hydrogen peroxide was added dropwise over 30 minutes. After dropping, the reaction was carried out for 120 minutes. During the reaction, water in the reaction system was removed by refluxing the reaction solution. The amount of unreacted hydrogen peroxide was 0.008 mol, and the amount of epirohydrin produced was 0.088 mol. This had a selectivity of 93% and a conversion rate of 92% based on hydrogen peroxide.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アンチモン化合物触媒の存在下、オレフイン
と過酸化水素とを液相で反応させることを特徴と
するオレフインオキシドの製造法。 2 反応を有機溶媒の存在下で行なう特許請求の
範囲第1項記載の方法。 3 有機溶媒がアルコール、エステル、エーテ
ル、飽和炭化水素、ハロゲン化炭化水素、芳香族
炭化水素及び有機カルボン酸から選ばれた少なく
とも1種である特許請求の範囲第1項又は第2項
記載の方法。 4 有機溶媒が有機カルボン酸である特許請求の
範囲第1項又は第2項記載の方法。 5 アンチモン化合物触媒が、アンチモンの酸化
物、オキシ酸、オキシ酸の塩、オキシ酸のエステ
ル、ハロゲン化物、オキシハロゲン化物及び硫化
物から選ばれた少なくとも1種である特許請求の
範囲第1項、第2項又は第3項記載の方法。 6 アンチモン化合物触媒が、式 RSbXY〔式
中、Rはアルキル基、アラルキル基、アリール
基、X又はYは水素、アルキル基、アラルキル
基、アリール基、ハロゲン、ヒドロキシル基、ア
ルコキシ基、アシロキシ基、−SbR′R″、−
OSbR′R″、−NR′R″、−PO(OR′)2、−OSiR′R″R
、−Sであり、(R′、R″、Rはアルキル基、
アラルキル基又はアリール基)〕、R′R″R−
SbXY、R′R″Sb(=O)X、RSb(=O)XY
〔式中R′、R″、R及びXYは上記と同じ〕で示
される化合物、(RSbO)n(Rは上記と同じ、n
は重合体構造における反復単位の数)から選ばれ
た少なくとも1種である特許請求の範囲第1項、
第2項又は第3項記載の方法。 7 アンチモン化合物触媒が、式R′R″R
SbXY、R′R″RSb(O)X、RSb(O)XY
(式中R′、R″、R及びXYは上記と同じ)から
選ばれた少なくとも1種である特許請求の範囲第
1項、第2項又は第3項記載の方法。 8 アンチモン化合物触媒が式R′R″Sb(O)
OH、又はRSb(O)(OH)2(R′、R″、Rは
上記と同一)で示される化合物の1種である特許
請求の範囲第1項、第2項又は第3項記載の方
法。 9 アンチモン化合物触媒は過酸化水素1モル当
り1/2000〜1/2モルで使用する特許請求の範囲第
1項又は第2項記載の方法。 10 オレフイン対過酸化水素のモル比が1/30
〜30/1である特許請求の範囲第1項又は第2項
記載の方法。
[Claims] 1. A method for producing olefin oxide, which comprises reacting olefin and hydrogen peroxide in a liquid phase in the presence of an antimony compound catalyst. 2. The method according to claim 1, wherein the reaction is carried out in the presence of an organic solvent. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the organic solvent is at least one selected from alcohols, esters, ethers, saturated hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and organic carboxylic acids. . 4. The method according to claim 1 or 2, wherein the organic solvent is an organic carboxylic acid. 5. Claim 1, wherein the antimony compound catalyst is at least one selected from antimony oxides, oxyacids, oxyacid salts, oxyacid esters, halides, oxyhalides, and sulfides; The method described in paragraph 2 or 3. 6 The antimony compound catalyst has the formula RSbXY [wherein R is an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group, and X or Y is hydrogen, an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group, a halogen, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, - SbR′R″,−
OSbR′R″, −NR′R″, −PO(OR′) 2 , −OSiR′R″R
, -S, (R′, R″, R is an alkyl group,
aralkyl group or aryl group)], R′R″R−
SbXY, R′R″Sb(=O)X, RSb(=O)XY
[In the formula, R', R'', R and XY are the same as above], (RSbO)n (R is the same as above, n
is at least one type selected from the number of repeating units in the polymer structure,
The method described in paragraph 2 or 3. 7 The antimony compound catalyst has the formula R′R″R
SbXY, R′R″RSb(O)X, RSb(O)XY
(wherein R′, R″, R and XY are the same as above) The method according to claim 1, 2 or 3, wherein the antimony compound catalyst is at least one selected from Formula R′R″Sb(O)
OH or RSb(O)(OH) 2 (R', R'', R are the same as above) according to claim 1, 2 or 3, which is one of the compounds represented by Method. 9. The method according to claim 1 or 2, wherein the antimony compound catalyst is used in an amount of 1/2000 to 1/2 mol per 1 mol of hydrogen peroxide. 10. The molar ratio of olefin to hydrogen peroxide is 1. /30
30/1. The method according to claim 1 or 2, wherein
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