DE4447231A1 - Selective epoxidation of alkene(s) for use in e.g. glycol prodn. - Google Patents
Selective epoxidation of alkene(s) for use in e.g. glycol prodn.Info
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Abstract
Description
Epoxide (Oxirane) sind Verbindungen von beträchtlicher industrieller Bedeutung. Sie finden Verwendung bei der Herstellung einer Vielzahl wirtschaftlich wichtiger Er zeugnisse.Epoxies (oxiranes) are compounds of considerable industrial importance. she find use in the production of a variety of economically important He Testimonies.
So können Epoxide beispielsweise zu Glykolen hydrolysiert werden, die als Enteisungsmittel oder als reaktive Monomere für die Herstellung von Kondensationspolymeren Anwendung finden.For example, epoxides can be hydrolyzed to glycols, which as Deicing agents or as reactive monomers for the production of Find condensation polymers application.
Polyetherpolyole, hergestellt durch Ringöffnungspolymerisation von Epoxiden, sind gebräuchlich als Zwischenprodukte bei der Herstellung von Polyurethan-Schaum stoffen, Elastomeren, Überzügen, Dichtungsmitteln oder ähnlichen Artikeln.Are polyether polyols made by ring opening polymerization of epoxides commonly used as an intermediate in the manufacture of polyurethane foam fabrics, elastomers, coatings, sealants or similar items.
Die Reaktion von Epoxiden mit Alkoholen führt zu Glykolethern, die z. B. als polare Lösungsmittel Verwendung finden.The reaction of epoxides with alcohols leads to glycol ethers, e.g. B. as polar Find solvents.
Zur Herstellung von Epoxiden sind viele verschiedene Verfahren entwickelt worden, die eine selektive Epoxidierung von Alkenen gestatten sollen.Many different processes have been developed for the production of epoxides, which should allow selective epoxidation of alkenes.
So beschreibt beispielsweise Huybrecht (J. Mol. Catal. 71, 129 (1992); EP-A-311 983) die Epoxidierung von Olefinen mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Titan-Silikatverbindungen als Katalysator. Die Produktpalette, die bei der Oxidation von Alkenen mit Titan-Silikat-Katalysatoren erhalten wird ist jedoch nur unzureichend kontrollierbar, so daß bereits minimale Veränderungen der Reaktionsbedingungen oder der eingesetzten Reaktanden zu drastischen Veränderungen der Anteile der Endprodukte führen.For example, Huybrecht (J. Mol. Catal. 71, 129 (1992); EP-A-311 983) the epoxidation of olefins with hydrogen peroxide in the presence of titanium silicate compounds as a catalyst. The range of products at However, oxidation of alkenes with titanium silicate catalysts is only obtained insufficiently controllable, so that even minimal changes in the Reaction conditions or the reactants used to drastic Changes in the proportions of end products.
Die Epoxidierung von Propylen mit Luftsauerstoff in Gegenwart von wolfram- oder molybdänhaltigen Katalysatoren wird in DE-C-22 35 229 beschrieben. Die Ep oxidationsreaktion wird in einem Lösungsmittel durchgeführt, das sich mit Sauerstoff unter Bildung von Hydroperoxiden oxidieren läßt. Die gebildeten Hydroperoxide führen jedoch in Folgereaktionen zu sauerstoffhaltigen Nebenprodukten, in der Regel Alkohole, die als Reaktionskopplungsprodukte anfallen.The epoxidation of propylene with atmospheric oxygen in the presence of tungsten or Catalysts containing molybdenum are described in DE-C-22 35 229. The ep oxidation reaction is carried out in a solvent that coexists with Oxygen can be oxidized to form hydroperoxides. The educated However, hydroperoxides lead to oxygen-containing ones in subsequent reactions By-products, usually alcohols, are used as reaction coupling products attack.
Ein Verfahren zur Epoxidierung von Ethylen mit t-Butylhydroperoxid (TBHP) in Gegenwart von Molybdänkomplexen als Katalysator wird von Kelly et al. beschrieben (Polyhedron, Vol. 5, 271-275, (1986)). Als Verbindungen mit hoher Katalysatoraktivität werden Komplexe wie z. B. MoO₂(8-hydroxychinolin)₂, MoO₂(phenylen-bis-salicylimin) (= MoO₂(salphen)), MoO₂(salicylaldoxim)₂ und MoO₂(5-nitroso-8-hydroxychinolin)₂ genannt. Der eigentlich aktive Katalysator ist ein Molybdänkomplex, der bereits TBHP und ein Äquivalent Epoxid addiert hat. Der Prozeß verläuft zwar mit hoher Selektivität, jedoch wird ein teures Oxidationsagens verwendet. Ferner treten Probleme hinsichtlich der Reproduzierbarkeit auf, was einen technischen Einsatz des Verfahrens verhindert.A process for the epoxidation of ethylene with t-butyl hydroperoxide (TBHP) in The presence of molybdenum complexes as a catalyst is described by Kelly et al. (Polyhedron, Vol. 5, 271-275, (1986)). As connections with high Complexes such as e.g. B. MoO₂ (8-hydroxyquinoline) ₂, MoO₂ (phenylene-bis-salicylimine) (= MoO₂ (salphen)), MoO₂ (salicylaldoxime) ₂ and MoO₂ (5-nitroso-8-hydroxyquinoline) ₂ called. The actual active catalyst is a molybdenum complex that has already added TBHP and one equivalent of epoxy. The process proceeds with high selectivity, but it becomes expensive Oxidation agent used. There are also problems with the Reproducibility on what prevents a technical use of the process.
Die im Stand der Technik beschriebenen Verfahren zur Epoxidierung von Alkenen haben den Nachteil, daß neben dem gewünschten Epoxidendprodukt ebenfalls eine Reihe unerwünschter Nebenprodukte erhalten wird, d. h., daß die Reaktion nicht selektiv gesteuert werden kann. Ferner muß zusätzlich zu dem verwendeten Katalysator oft noch ein weiteres Oxidationsagens eingesetzt werden (allgemein ein Hydroperoxid), dessen Reduktionsendprodukt nach Durchführung der Reaktion entsorgt werden muß.The processes described in the prior art for the epoxidation of alkenes have the disadvantage that in addition to the desired epoxy end product also Series of undesirable by-products is obtained, d. that is, the reaction is not can be controlled selectively. Furthermore, in addition to that used Another oxidation agent is often used as a catalyst (generally a Hydroperoxide), the final reduction product after the reaction has been carried out must be disposed of.
Die Oxidation von Olefinen mit Luft oder Sauerstoff als Oxidationsmittel wäre tech nisch von großem Vorteil, da das Oxidationsmittel preiswert zur Verfügung steht und die Reaktion ohne Bildung von reduzierten Nebenprodukten ablaufen könnte.The oxidation of olefins with air or oxygen as an oxidizing agent would be tech nisch of great advantage, since the oxidizing agent is available inexpensively and the reaction could proceed without the formation of reduced by-products.
Ein Verfahren zur Herstellung von Epoxiden bei der katalysierten Flüssigphasenoxidation von Olefinen mit molekularem Sauerstoff oder Luft wird in DD-B-1 59 075 beschrieben. Als Katalysatoren werden epoxidierungsaktive Übergangsmetallsalze oder Komplexe des Molybdäns eingesetzt, z. B. Chlor-, Carbonyl- oder Chloronitrosylkomplexe, die noch Donorliganden wie Hexamethylphosphorsäuretriamid (HMPT), Triphenylphosphit oder Acetonitril enthalten. Die aktivsten Verbindungen sind hier solche die HMPT als Donorliganden enthalten, wobei HMPT als krebserzeugender Stoff bekannt ist.A process for the production of epoxides in the catalyzed Liquid phase oxidation of olefins with molecular oxygen or air is described in DD-B-1 59 075. Epoxidation active as catalysts Transition metal salts or complexes of molybdenum used, for. B. chlorine, Carbonyl or chloronitrosyl complexes that still donor ligands like Hexamethylphosphoric triamide (HMPT), triphenylphosphite or acetonitrile contain. The most active compounds here are those that use HMPT as donor ligands included, with HMPT known as a carcinogen.
Im Fall der Epoxidierung von Oct-1-en werden in Gegenwart von Molybdänylacetylacetonat 34% Epoxid-Selektivität, in Gegenwart von MoO₃ 28% gefunden [J. prakt. Chem. 334 (1992) 165-75, Tabelle 1, 7. Spalte]. Die bisher beste Epoxid-Selektivität von 43.8% wird für den Komplex MoCl₂(NO)₂(HMPT)₂ angegeben [J. prakt. Chemie, 1984, 326, 1025-1026].In the case of the epoxidation of oct-1-ene in the presence of Molybdenum acetylacetonate 34% epoxy selectivity, in the presence of MoO₃ 28% found [J. Prod. Chem. 334 (1992) 165-75, Table 1, 7th column]. The so far best epoxy selectivity of 43.8% is for the complex MoCl₂ (NO) ₂ (HMPT) ₂ given [J. Practical Chemistry, 1984, 326, 1025-1026].
Diese Katalysatoren haben alle den Nachteil nur zu Epoxid-Selektivitäten von kleiner als 45% zu führen (Molybdän (VI) sogar nur zu Selektivitäten 35%) und damit über 55% Nebenprodukte zu generieren.These catalysts all have the disadvantage only of epoxy selectivities of less than 45% (molybdenum (VI) only leads to selectivities 35%) and thus generate over 55% by-products.
In der Wissenschaftlichen Zeitschrift der TH Leuna-Merseburg, (1985, 27, 282-294), ist eine Maßzahl für den Katalysatoreinfluß in der Flüssigphasenoxidation von Oct-1-en eingeführt, die die erzielten Epoxid-Selektivitäten aus katalysierter und unkatalysierter Reaktion ins Verhältnis stellt. Eine Zahl größer als 1 beschreibt einen katalytischen Effekt. Aus dieser Tabelle wird ersichtlich, daß der bisher beste Wert für MoO₂(acac)₂mit 1.91 erhalten wird.In the scientific journal of the TH Leuna-Merseburg, (1985, 27, 282-294), is a measure of the influence of the catalyst in the liquid phase oxidation introduced by Oct-1-en, which catalyzes the epoxide selectivities obtained from uncatalyzed reaction. A number greater than 1 describes one catalytic effect. This table shows that the best value so far for MoO₂ (acac) ₂ is obtained with 1.91.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches es erlaubt Olefine mit Sauerstoff oder Luft mit hohen Selektivitäten zu den entsprechenden Epoxiden zu oxidieren.The aim of the present invention is to provide a method which allows olefins with oxygen or air with high selectivities to the to oxidize corresponding epoxides.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur selektiven Epoxidierung von Alkenen der FormelThe invention thus relates to a process for the selective epoxidation of alkenes of the formula
mit Luftsauerstoff in Gegenwart eines Katalysators. Als Katalysatoren werden Verbindungen der allgemeinen Formel (1) verwendet.with atmospheric oxygen in the presence of a catalyst. As catalysts Compounds of the general formula (1) are used.
MxOy(L) (1)M xO y (L) (1)
Die Symbole R¹, R², R³, R⁴, M, L, x, y und z haben die folgende Bedeutung:
R¹, R², R³ und R⁴ stehen unabhängig voneinander für Wasserstoff, C₁-C₂₀-Alkyl, C₁-
C₁₂-Alkoxy oder C₆-C₁₀-Aryl oder R¹ und R² bilden zusammen einen Ring mit 5 bis
30, vorzugsweise 5 bis 8 Kohlenstoffatomen.The symbols R¹, R², R³, R⁴, M, L, x, y and z have the following meaning:
R¹, R², R³ and R⁴ independently represent hydrogen, C₁-C₂₀-alkyl, C₁-C₁₂-alkoxy or C₆-C₁₀-aryl or R¹ and R² together form a ring with 5 to 30, preferably 5 to 8 carbon atoms.
Die Indices x, y und z haben folgende Bedeutung:
x ist eine ganze Zahl von 1 bis 3, vorzugsweise 1 bis 2, y ist eine ganze Zahl von 1
bis 2x + 1, vorzugsweise ist y = 1 oder 2, wobei y so gewählt wird, daß die
Summe von x+z eine Metalloxidationsstufe von +6 (Molybdän, Ruthenium) oder
+5 (Vanadium) ergibt; der Index z ist eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 2x,
vorzugsweise ist x = 2.
M bedeutet Molybdän, Ruthenium oder Vanadium und
L steht für einen Donorligand.The indices x, y and z have the following meaning:
x is an integer from 1 to 3, preferably 1 to 2, y is an integer from 1 to 2x + 1, preferably y = 1 or 2, where y is chosen so that the sum of x + z is a metal oxidation state of +6 (molybdenum, ruthenium) or +5 (vanadium); the index z is an integer in the range from 2 to 2x, preferably x = 2.
M means molybdenum, ruthenium or vanadium and
L stands for a donor ligand.
Als Donorliganden eignen sich insbesondere Verbindungen, die sich von den all gemeinen Formel (2), (3) und (4) ableiten.Particularly suitable donor ligands are compounds which differ from all derived general formulas (2), (3) and (4).
X ist Sauerstoff (O), Stickstoff (N) oder Schwefel (S) und R⁵ und R⁶ stehen un abhängig voneinander für Wasserstoff, einen verzweigten oder unver zweigten,gegebenenfalls halogenierten C₁-C₁₂-Alkylrest oder einen gegebenenfalls substituierten C₆-C₁₄-Aryl- oder Heteroarylrest oder beide zusammen für eine Gruppe C=O oder C=S. Gegebenenfalls kann der Ring mit Alkyl-, Aryl- oder Alkoxygruppen substituiert sein.X is oxygen (O), nitrogen (N) or sulfur (S) and R⁵ and R⁶ are un depending on each other for hydrogen, a branched or un branched, optionally halogenated C₁-C₁₂ alkyl radical or an optionally substituted C₆-C₁₄ aryl or heteroaryl or both together for one Group C = O or C = S. Optionally, the ring can be alkyl, aryl or Alkoxy groups can be substituted.
Bevorzugte Liganden sind beispielsweise 1,1-(C₁-C₆)-alkyl-1-(2-pyridyl)methanol, 1- (2-pyridyl)-Cyclohexan-1-ol, 1,1-(C₁-C₆)-perfluoralkyl-1-(2-pyridyl)methanol, 1,1-(C₁- C₆)-alkyl-1-(2-thiophenyl)methanol, 1,1-(C₁-C₆)-perfluoralkyl-1-(2- thiophenyl)methanol, 1,1-(C₁-C₆)-alkyl-1-(2-pyrrolyl)methanol, 1,1-(C₁-C₆)-alkyl-1- (2-imidazol)methanol, 1,1-(C₁-C₆)-perfluoralkyl-1-(2-imidazol)methanol.Preferred ligands are, for example, 1,1- (C₁-C₆) alkyl-1- (2-pyridyl) methanol, 1- (2-pyridyl) cyclohexan-1-ol, 1,1- (C₁-C₆) perfluoroalkyl-1- (2-pyridyl) methanol, 1,1- (C₁- C₆) alkyl-1- (2-thiophenyl) methanol, 1,1- (C₁-C₆) perfluoroalkyl-1- (2- thiophenyl) methanol, 1,1- (C₁-C₆) -alkyl-1- (2-pyrrolyl) methanol, 1,1- (C₁-C₆) -alkyl-1- (2-imidazole) methanol, 1,1- (C₁-C₆) perfluoroalkyl-1- (2-imidazole) methanol.
Ein Verfahren zur Herstellung von Übergangsmetallkomplexen der Formel (1) wird in den prioritätsgleichen Deutschen Anmeldungen P . . . . . . . . . . . (HOE 94/F 401 und HOE 94/F 402) beschrieben.A process for the preparation of transition metal complexes of the formula (1) is described in the priority German applications P. . . . . . . . . . . (HOE 94 / F 401 and HOE 94 / F 402).
Mit einer hohen Selektivität werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ins besondere aliphatische, gegebenenfalls verzweigte C₂-C₃₀-Olefine und alicyclische C₅-C₁₂-Olefine, bevorzugt lineare Olefine mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und cycli sche Olefine mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen epoxidiert. With a high selectivity are ins special aliphatic, optionally branched C₂-C₃₀ olefins and alicyclic C₅-C₁₂ olefins, preferably linear olefins having 2 to 12 carbon atoms and cycli olefins with 5 to 12 carbon atoms epoxidized.
Als Oxidationsmittel dient Sauerstoff, der in reiner Form oder mit einem Inertgas wie CO₂, N₂, Edelgasen oder Methan verdünnt sein kann.Oxygen serves as the oxidizing agent, in pure form or with an inert gas such as CO₂, N₂, noble gases or methane can be diluted.
Die Oxidationsbedingungen werden so gewählt, daß bereits ohne Zusatz von Katalysator eine merkliche Oxidation eintritt, wobei in diesem Fall die Selektivität der Epoxidbildung gering ist.The oxidation conditions are chosen so that even without the addition of Noticeable oxidation occurs, in which case the selectivity the epoxy formation is low.
Die Temperatur bei der die Reaktion durchführbar ist liegt im Bereich von 30 bis 500°C, der Druckbereich kann von Normaldruck bis 200 bar variiert werden und liegt vorzugsweise nicht über 100 bar.The temperature at which the reaction can be carried out is in the range from 30 to 500 ° C, the pressure range can be varied from normal pressure to 200 bar and is preferably not more than 100 bar.
Allgemein ist der Temperatur/Druck-Bereich so wählen, daß weder Temperatur noch Druck extrem hohe Werte annehmen, da die Reaktion unter diesen Bedingun gen schwieriger zu handhaben sein wird.In general, the temperature / pressure range should be selected so that neither temperature pressure still assume extremely high values because the reaction under these conditions gene will be more difficult to handle.
So hat sich beispielsweise ein Temperaturbereich von 30 bis 300°C und ein Druck im Bereich von Normaldruck bis 30 bar bei der Oxidation von C₆-C₁₂-Alkenen als vorteilhaft erwiesen, während die Epoxidation von Alkenen mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen bevorzugt bei niedrigeren Temperaturen im Bereich von 120 bis 230°C und Drücken im Bereich von 30 bis 100 bar durchgeführt wird. Es wird so gearbeitet, daß die Oxidation stets in der Flüssigphase stattfindet.For example, there is a temperature range of 30 to 300 ° C and a pressure in the range from normal pressure to 30 bar in the oxidation of C₆-C₁₂ alkenes proven advantageous during the epoxidation of alkenes with less than 6 Carbon atoms preferably at lower temperatures in the range of 120 to 230 ° C and pressures in the range of 30 to 100 bar is carried out. It will be so worked that the oxidation always takes place in the liquid phase.
Die Flüssigphasenoxidation erfolgt entweder in reinem Olefin oder verdünnt in einem oxidationsstabilen Lösemittel. Als geeignete Lösemittel kommen z. B. folgende Gruppen in Frage: halogenierte Aromaten, wie beispielsweise Chlorbenzol, 1-Chlor-4-brombenzol, Brombenzol, halogenierte und nicht halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Chloroform, Chlorpropanol, Dichlormethan, 1,2- Dichlorethan, Trichlorethylen, ferner Alkohole, insbesondere C₁-C₁₂-Alkohole, wie Ethanol, Methanol oder Propanol sowie höhere Alkohole und Wasser.The liquid phase oxidation takes place either in pure olefin or diluted in an oxidation stable solvent. Suitable solvents are, for. B. the following groups in question: halogenated aromatics, such as chlorobenzene, 1-chloro-4-bromobenzene, bromobenzene, halogenated and non-halogenated Hydrocarbons such as B. chloroform, chloropropanol, dichloromethane, 1,2- Dichloroethane, trichlorethylene, also alcohols, especially C₁-C₁₂ alcohols, such as Ethanol, methanol or propanol as well as higher alcohols and water.
Die Oxidation kann kontinuierlich oder im Batchverfahren durchgeführt werden. Der Zusatz des Katalysators kann in Substanz erfolgen. Der Katalysator kann auch während der Katalyse in-situ erzeugt werden, z. B. aus Precursor und Liganden. Ferner kann die Reaktion durch Zusatz von stöchiometrischen Mengen, bezogen auf den Katalysator, eines Aktivators, wie Hydroperoxiden, Wasserstoffperoxiden oder Persäuren und/oder durch Zusatz eines Radikalstarters wie Azobisisobutyronitril beschleunigt werden.The oxidation can be carried out continuously or in a batch process. The catalyst can be added in bulk. The catalyst can too are generated in situ during catalysis, e.g. B. from precursor and ligands. Furthermore, the reaction can be carried out by adding stoichiometric amounts, based on the catalyst, an activator such as hydroperoxides, hydrogen peroxides or Peracids and / or by adding a radical initiator such as azobisisobutyronitrile be accelerated.
Bei kontinuierlicher Verfahrensweise wird die Zugabe von Sauerstoff so dosiert, daß eine Verweilzeit im Reaktor unter 60 Minuten, bevorzugt unter 1 Minute resultiert. Im Batchverfahren kann die Sauerstoffaufnahme bis zum vollständigen Umsatz des Alkens erfolgen, bevorzugt ist jedoch eine Sauerstoffaufnahme bis zu einem Alkenumsatz < 50%. Eine Sauerstoffaufnahme < 50% führt zu einer Umsatzerhöhung aber ebenfalls zu einer Selektivitätserniedrigung da die Weiteroxidation des Epoxids zunimmt. Das Reaktionsprodukt wird aufgearbeitet und z. B. destillativ gereinigt. Das gilt auch für die kontinuierliche Verfahrensweise.In the case of a continuous procedure, the addition of oxygen is metered in such a way that a residence time in the reactor of less than 60 minutes, preferably less than 1 minute, results. In the batch process, the oxygen uptake can be achieved until the conversion of the Alkene take place, but preference is given to an oxygen up to one Alkene turnover <50%. An oxygen uptake <50% leads to a Increased sales but also a reduction in selectivity as the Further oxidation of the epoxide increases. The reaction product is worked up and e.g. B. purified by distillation. This also applies to the continuous procedure.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Epoxidausbeuten im Vergleich zum Stand der Technik deutlich verbessert. So werden beispielsweise bei der Oxidation von Oct-1-en Epoxidausbeuten von < 50% erzielt, während bei den bisher bekannten Verfahren die höchsten Ausbeuten bei 43,8% lagen. Das heißt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Maßzahlen für den Katalysatoreinfluß (Verhältnis von Epoxid-Selektivität aus katalysierter und nicht katalysierter Reaktion) von < 2 erreicht werden.With the help of the method according to the invention, the epoxy yields in Significantly improved compared to the prior art. For example, at achieved the oxidation of oct-1-ene epoxy yields of <50%, while in the previously known processes the highest yields were 43.8%. This means, that with the method according to the invention measures for the influence of the catalyst (Ratio of epoxy selectivity from catalyzed and uncatalyzed Response) of <2 can be achieved.
Allgemein läßt sich feststellen, daß die Selektivität der Reaktion des vorliegenden Verfahrens bei der Verwendung von Molybdänkomplexen < 40%, insbesondere < 49% ist und bei der Verwendung von Vanadium- und Rutheniumkomplexen < 30%, insbesondere < 35% ist.In general, it can be said that the selectivity of the reaction of the present Process when using molybdenum complexes <40%, in particular < Is 49% and when using vanadium and ruthenium complexes < 30%, in particular <35%.
Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Oxidationsmittel verwendete Sauerstoff steht preiswert zur Verfügung und eine Bildung von reduzierten Nebenprodukten, die im Anschluß an die Epoxidierungsreaktion entsorgt werden müssen entfällt.The one used as an oxidizing agent in the process according to the invention Oxygen is available inexpensively and the formation of reduced ones By-products that are disposed of after the epoxidation reaction must be dropped.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated by the following examples.
In einen auf 100°C temperierten 10-ml-Reaktor werden 2,0 ml (12,6 mMol) Oct-1-en gegeben. Die Apparatur wird mit O₂ gespült und mit einer reinen O₂-Atmosphäre (1 bar) gefüllt. Nach 6 Stunden beträgt die O₂-Aufnahme 10 ml (0,45 mMol). Danach wird abgekühlt, 1 ml der Reaktionslösung mit exakt 50 µl Heptan (externer GC-Standard) versetzt und gaschromatographisch analysiert. Die Selektivität für 1,2-Epoxyoctan beträgt 21%.2.0 ml (12.6 mmol) are placed in a 10 ml reactor heated to 100 ° C. Given oct-1-en. The apparatus is rinsed with O₂ and with a clean one O₂ atmosphere (1 bar) filled. After 6 hours the O₂ intake is 10 ml (0.45 mmol). It is then cooled, 1 ml of the reaction solution with exactly 50 µl Heptane (external GC standard) added and analyzed by gas chromatography. The Selectivity for 1,2-epoxyoctane is 21%.
In einen auf 100°C temperierten 10-ml-Reaktor werden 2,0 ml (12,6 mMol)
Oct-1-en und 54 mg MoO₂(acac)₂ (120 µMol) gegeben. Die Apparatur wird mit O₂
gespült und mit einer reinen O₂-Atmosphäre (1 bar) gefüllt. Nach 150 Minuten und
einer O₂-Aufnahme von
10 ml wird die Reaktion durch Abkühlung abgebrochen, 1 ml der Reaktionslösung
mit exakt 50 µl Heptan (externer GC-Standard) versetzt und gaschromatographisch
analysiert.
Selektivität für 1,2-Epoxyoctan: 7%
Katalysator-Maßzahl: 0.30.2.0 ml (12.6 mmol) oct-1-ene and 54 mg MoO₂ (acac) ₂ (120 µmol) are placed in a 10 ml reactor heated to 100 ° C. The apparatus is rinsed with O₂ and filled with a pure O₂ atmosphere (1 bar). After 150 minutes and an O₂ uptake of 10 ml, the reaction is stopped by cooling, 1 ml of the reaction solution is mixed with exactly 50 μl of heptane (external GC standard) and analyzed by gas chromatography.
Selectivity for 1,2-epoxyoctane: 7%
Catalyst index: 0.30.
Die Katalysator-Maßzahl ist definiert als das Verhältnis der Epoxid-Selektivität der katalysierten Reaktion aus diesem Beispiel zu der unkatalysierten Reaktion aus Beispiel 1.The catalyst index is defined as the ratio of the epoxide selectivity of the catalyzed reaction from this example to the uncatalyzed reaction Example 1.
In einen auf 100°C temperierten 10-ml-Reaktor werden 2,0 ml (12,6 mMol)- Oct-1-en und jeweils 120 µMol des Katalysators gegeben. Die Apparatur wird mit O₂ gespült und mit einer reinen O₂-Atmosphäre (1 bar) gefüllt. Die Zeit bis zu einer O₂-Aufnahme von 10 ml wird gemessen, die Reaktion durch Abkühlung abgebrochen, 1 ml der Reaktionslösung mit exakt 50 µl Heptan (externer GC-Standard) versetzt und gaschromatographisch analysiert. In der Tabelle 1 sind die eingesetzten Katalysatoren den Beispielen zugeordnet und die Zeit bis zur Aufnahme von 10 ml O₂, die Epoxid-Selektivität und die Maßzahl für den Katalysatoreinfluß, wie im Beispiel 2 definiert, aufgeführt.2.0 ml (12.6 mmol) of - are placed in a 10 ml reactor heated to 100 ° C. Oct-1-en and 120 µmol each of the catalyst. The apparatus comes with O₂ rinsed and filled with a pure O₂ atmosphere (1 bar). The time to one O₂ recording of 10 ml is measured, the reaction is stopped by cooling, 1 ml of Reaction solution with exactly 50 µl heptane (external GC standard) and analyzed by gas chromatography. Table 1 shows the ones used Catalysts assigned to the examples and the time to take 10 ml O₂, the epoxy selectivity and the measure of the influence of the catalyst, as in Example 2 defined, listed.
In einen auf 100°C temperierten 10-ml-Reaktor werden 2,0 ml (12,6 mMol)
Oct-1-en und 45 mg MoO₂(L2)₂ (120 µMol) gegeben. Die Apparatur wird mit O₂
gespült und mit einer reinen O₂-Atmosphäre (1 bar) gefüllt. Nach 360 Minuten und
einer O₂-Aufnahme von 35 ml wird die Reaktion durch Abkühlung abgebrochen, 1
ml der Reaktionslösung mit exakt 50 µl Heptan (externer GC-Standard) versetzt und
gaschromatographisch analysiert.
Selektivität für 1,2-Epoxyoctan: 55%
Katalysator-Maßzahl 2.63.
2.0 ml (12.6 mmol) of oct-1-ene and 45 mg of MoO 2 (L2) 2 (120 μmol) are placed in a 10 ml reactor heated to 100 ° C. The apparatus is rinsed with O₂ and filled with a pure O₂ atmosphere (1 bar). After 360 minutes and an O₂ uptake of 35 ml, the reaction is stopped by cooling, 1 ml of the reaction solution is mixed with exactly 50 μl of heptane (external GC standard) and analyzed by gas chromatography.
Selectivity for 1,2-epoxyoctane: 55%
Catalyst number 2.63.
An Hand dieses Beispiels läßt sich erkennen, daß die Epoxid-Selektivität unabhängig von dem Umsatz (Sauerstoffaufnahme) ist (vgl. Beispiel 4).From this example it can be seen that the epoxide selectivity is independent of the conversion (oxygen uptake) (see Example 4).
In einen auf 100°C temperierten 10-ml-Reaktor werden 2,0 ml (12,6 mMol)
Oct-1-en und 45 mg MoO₂(L2)₂ (120 µMol) und 10 ml (105 mMol) einer 70%igen
tert.-Butylhydro-peroxid-Lösung in Wasser gegeben. Die Apparatur wird mit O₂
gespült und mit einer reinen O₂-Atmosphäre (1 bar) gefüllt. Nach 120 Minuten und
einer O₂-Aufnahme von 10 ml wird die Reaktion durch Abkühlung abgebrochen, 1
ml der Reaktionslösung mit exakt 50 µl Heptan (externer GC-Standard) versetzt und
gaschromatographisch analysiert.
Selektivität für 1,2-Epoxyoctan: 53%
Katalysator-Maßzahl 2.53.2.0 ml (12.6 mmol) oct-1-ene and 45 mg MoO₂ (L2) ₂ (120 µmol) and 10 ml (105 mmol) 70% are placed in a 10 ml reactor heated to 100 ° C. in tert-butyl hydroperoxide solution in water. The apparatus is rinsed with O₂ and filled with a pure O₂ atmosphere (1 bar). After 120 minutes and an O₂ uptake of 10 ml, the reaction is stopped by cooling, 1 ml of the reaction solution is mixed with exactly 50 μl of heptane (external GC standard) and analyzed by gas chromatography.
Selectivity for 1,2-epoxyoctane: 53%
Catalyst number 2.53.
Damit wird deutlich, daß durch Zugabe von etwa stöchiometrischen Mengen (bezogen auf Katalysator) Hydroperoxid die Reaktion beschleunigt werden kann (vgl. Beispiel 4).This makes it clear that by adding approximately stoichiometric amounts (based on catalyst) hydroperoxide the reaction can be accelerated (see Example 4).
In einen 200 ml Autoklaven werden 18 mg MoO₂(L1)₂ in 20 ml Chlorbenzol gelöst und bei -20°C 15 g Propen einkondensiert. Die Reaktionsmischung wird auf 180°C gebracht, bei dieser Temperatur 15 bar Luft aufgedrückt und 10 Minuten gerührt. Danach wird die Reaktion durch Abkühlen abgebrochen, bei 20°C eine Gas- und eine Flüssigprobe genommen und beides gaschromatographisch analysiert. Die Selektivität für Propenoxid beträgt 21% bei einem O₂-Umsatz von 85%. In a 200 ml autoclave, 18 mg MoO₂ (L1) ₂ are dissolved in 20 ml chlorobenzene and condensed 15 g of propene at -20 ° C. The reaction mixture is on Brought 180 ° C, at this temperature 15 bar air and 10 minutes touched. The reaction is then stopped by cooling, one at 20 ° C. Gas and liquid samples taken and both by gas chromatography analyzed. The selectivity for propene oxide is 21% with an O₂ conversion of 85%.
Claims (11)
R¹, R², R³ und R⁴ stehen unabhängig voneinander für Wasserstoff, C₁-C₂₀- Alkyl, C₁-C₁₂-Alkoxy oder C₆-C₁₀-Aryl oder R¹ und R² bilden zusammen einen Ring mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen;
die Indices x, y und z haben folgende Bedeutung:
x ist eine ganze Zahl von 1 bis 3, y ist eine ganze Zahl von 1 bis 2x + 1, wobei y so gewählt wird, daß die Summe von x+z eine Metalloxidationsstufe von +6 (Molybdän, Ruthenium) oder +5 (Vanadium) ergibt; der Index z ist eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 2x;
M bedeutet Molybdän, Ruthenium oder Vanadium und
L steht für einen Donorligand.1. Process for the selective epoxidation of alkenes of the formula with atmospheric oxygen in the presence of a catalyst of the general formula (1) M x O y (L) z (1) where the symbols R¹, R², R³, R⁴, M, L, x, y and z have the following meaning:
R¹, R², R³ and R⁴ independently represent hydrogen, C₁-C₂₀-alkyl, C₁-C₁₂-alkoxy or C₆-C₁₀-aryl or R¹ and R² together form a ring with 5 to 30 carbon atoms;
the indices x, y and z have the following meaning:
x is an integer from 1 to 3, y is an integer from 1 to 2x + 1, where y is chosen so that the sum of x + z is a metal oxidation state of +6 (molybdenum, ruthenium) or +5 (vanadium ) results; the index z is an integer in the range from 2 to 2x;
M means molybdenum, ruthenium or vanadium and
L stands for a donor ligand.
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-
1994
- 1994-12-30 DE DE19944447231 patent/DE4447231A1/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998054165A1 (en) * | 1997-05-29 | 1998-12-03 | Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem | A process for the epoxidation of alkenes |
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