[发明专利]环烷醇和/或环烷酮的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过用氧氧化环烷烃而制备环烷醇和/或环烷酮的方法。

背景技术

在通过用氧氧化环烷烃来制备环烷醇和/或环烷酮的方法中，已经对使用含有特定种类金属元素的介孔二氧化硅作为催化剂进行氧化反应的方法进行了研究。例如，存在已知的使用含金的介孔二氧化硅的方法(Applied CatalysisA：General，Netherlands，2005，Vol.280，pp.175-180)，使用含钴的介孔二氧化硅的方法(Korean Journal of Chemical Engineering，Republic of Korea，1998，Vol.15，pp.510-515)，和使用含铬或钒的介孔二氧化硅的方法(International Publication No.WO00/03963)。

发明内容

由于催化剂的活性和选择性，即环烷烃的转化和环烷醇和/或环烷酮的选择性，上述传统方法有时包含不令人满意的地方。因此，本发明的目的在于提供一种能够通过以良好的转化率氧化环烷烃而以良好的选择性制备环烷醇和/或环烷酮的方法。

本发明人经过深入研究，发现在含有预定金属并且还用有机硅化合物接触处理的介孔二氧化硅存在下进行上述氧化反应可以实现上述目标。由此，完成了本发明。

本发明提供一种制备环烷醇和/或环烷酮的方法，其包括在含有至少一种选自周期表5至10族的金属并且还经有机硅化合物接触处理的介孔二氧化硅的存在下用氧氧化环烷烃。

根据本发明，可以通过以良好的转化率氧化环烷烃而以良好的选择性制备环烷醇和/或环烷酮。

附图说明

图1为显示参考实施例1中获得的含钴介孔二氧化硅XRD图谱的图。

图2为显示参考实施例1中获得的含钴介孔二氧化硅红外吸收光谱的图。

图3为显示参考实施例2中获得的经三乙氧基乙基硅烷接触处理的含钴介孔二氧化硅红外吸收光谱的图。

图4为显示参考实施例3中获得的经三甲氧基丙基硅烷接触处理的含钴介孔二氧化硅红外吸收光谱的图。

图5为显示参考实施例4中获得的经四乙氧基硅烷接触处理的含钴介孔二氧化硅红外吸收光谱的图。

具体实施方式

现在将对本发明进行详细描述。在本发明中，通过在预定介孔二氧化硅存在下用氧(分子氧)氧化用作起始物质的环烷烃而制得相应的环烷醇和/或环烷酮。

作为原料的环烷烃的例子包括环上没有取代基的单环环烷烃，如环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环癸烷或环十八烷；多环环烷烃如萘烷或金刚烷，以及环上具有取代基的环烷烃，如甲基环戊烷或甲基环己烷，以及如果必要的话，可以使用其中的两种或更多种。

含氧气体通常用作氧源。这种含氧气体可以是例如空气、纯氧、或用惰性气体如氮气、氩气或氦气稀释的空气或纯氧。也可以使用将纯氧加到空气中而获得的富氧空气。

在本发明中，上述氧化反应在含有至少一种选自周期表5至10族的金属并且还经有机硅化合物接触处理的介孔二氧化硅存在下进行。当使用这种介孔二氧化硅时，可以通过以良好的转化率氧化环烷烃而以良好的选择性制备环烷醇和/或环烷酮。

介孔二氧化硅中含有的金属的例子包括周期表5至10族的金属，并且优选为钒、铬、锰、铁、钴、钌和钯。在这些金属中，优选钴。如果必要的话，可以使用这些金属中的两种或更多种。根据金属与介孔二氧化硅的重量比，金属的含量通常是0.01至20％，优选0.05至10％，以及更优选0.1至5％。

在本发明中介孔二氧化硅具有包含孔的所谓介孔结构，所述孔通常具有几乎一致的大小，为2至50纳米，其表面积因此通常为约600到1,500m²/g。金属可以结合到组成介孔结构的二氧化硅框架中，或可以结合到孔中，或可以负载到二氧化硅框架的表面上。介孔二氧化硅的例子包括MCM-41型介孔二氧化硅、MCM-48型介孔二氧化硅、FSM-16型介孔二氧化硅、SBA-15型介孔二氧化硅和HMS型介孔二氧化硅，其中优选MCM-41型介孔二氧化硅。介孔结构的存在与否可以通过在用铜Kα射线测定XRD(X-射线衍射)中2θ＝0.2至4.0°峰的存在与否来证实。

在本发明中介孔二氧化硅用有机硅化合物进行接触处理。所述有机硅化合物可以优选与介孔二氧化硅起反应以键合到表面上，并且一般可以由下式(1)表示：

Si(R¹)_X(R²)_4-X                     (1)