[发明专利]一种用于氧化反应的反应控制相转移催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种相转移催化剂及其应用，尤其是涉及一种用于氧化反应的反应控制相转移催化剂及其应用。

背景技术

催化剂是现代化工的核心。按照催化剂在反应过程中的形态，催化过程分为多相催化反应和均相催化反应两种。多相催化反应所使用的催化剂易于分离回收，均相催化反应所具有的催化剂催化活性高、反应条件温和等优点。均相催化剂溶解于反应体系，在反应结束后难于分离和回收，且大多数的均相催化剂含有过渡金属，价格较贵，因此，均相催化剂能否分离和回收是整个反应过程能否经济合理的一个关键因素。

中国专利01123653.1及01123652.3公开了一种相转移氧化反应催化剂杂多酸有机化合物Q_mH_nXM_pO_3+4p及应用，表述了催化剂的反应控制相转移特性，阐述了反应控制相转移催化剂可以使用非均相催化剂的回收方法，并指出该催化剂Q_mH_nXM_pO_3+4p可适用烯烃环氧化、烯烃氧化成醛或羧酸、烷烃羟基化、醇氧化成酮、硫醚氧化成亚砜等，但没公开催化剂的回收率和多次使用后活性与选择性等变化情况。在某工厂用01123652.3技术生产环氧环己烷的过程中，发现其催化活性容易降低，并易于流失：在催化剂经初次使用后进入循环使用，当催化剂每次循环时均补加原催化剂初次投入量的15％进入循环反应到二十次后，催化剂的平均回收率为88.5％，催化剂的活性由34mmol环己烯/(gCat·h)降低到19mmol环己烯/(gCat·h)，催化剂选择性也略有降低(由约96％降低到90-94％)。

发明名称为“环氧环己烷氧化合成己二酸的方法”的中国专利申请200710133233.9号公开了一种以钨、钼为中心的相转移催化剂，但该催化剂是否有其它用途，现有文献未见报道，而该专利申请说明书也没有说明该催化剂的回收和循环利用等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于碳碳双键各种氧化，催化活性高且回收率高的反应控制相转移催化剂。

本发明之用于氧化反应的反应控制相转移催化剂，为杂多酸有机盐A_mB_3-mXM_nN_k-nO_4+3k，结构表达式中：

——A、B是阳离子部分，用[R₁R₂R₃R₄N⁺]表示，其中R₁、R₂、R₃、R₄是H-、直链或支链的烷基、环烷基或苄基；或者用R₁R₂R₃N表示，R₁R₂R₃N是吡啶或其同系物；

——X是杂原子，为磷或砷；

——M为钨原子，N为钼原子；

——m＝1，2，3；k＝3，4，5，6；0≤n≤k；

n＝0或k，与m＝3不同时成立。

其应用过程中所使用的反应底物为含有碳碳双键的有机化合物，可以为烯烃、醇、酮、酸、腈、醚或胺。

本发明所使用的氧源可以是过氧化氢(H₂O₂)或烷基过氧化氢(ROOH)或过氧酸(RCOOOH)，所使用的烷基过氧化氢可以是叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢或环己烷过氧化氢；所使用的过氧酸可以是过氧乙酸或过氧苯甲酸。所使用的氧源可以是直接投入的过氧化氢水溶液或烷基过氧化氢溶液，所使用的氧源为过氧化氢或叔丁基过氧化氢、环己基过氧化氢。

本发明所述氧化反应可不使用反应介质，也可以使用反应介质。所使用反应介质包括：醇类溶剂，可以是甲醇、乙醇或其它醇；烷烃类溶剂，可以是直链烷烃、支链烷烃，或环烷烃；芳烃类溶剂，可以是苯、甲苯、乙苯或其它单取代或多取代烷基苯；酯类溶剂，可以是脂肪酸酯、芳香酸酯或磷酸三烷基酯；醚类溶剂，可以是烷基醚类或芳香基醚类；酮类溶剂，可以是二烷基酮类或芳基烷基酮类；腈类溶剂，可以是乙腈或苄腈；卤代烃类溶剂，可以是卤代烷烃或卤代芳烃。所使用的反应介质可以是单一溶剂，也可以是上述数种溶剂组成的混合溶剂。

本发明所述氧化反应使用的反应温度为0至150℃；优选反应温度为20至70℃。