[发明专利]一种苯乙烯环氧化制环氧苯乙烷的方法

说明书

一种苯乙烯环氧化制环氧苯乙烷的方法，涉及催化氧化领域。以过氧化氢为氧源、乙腈为溶剂，镁前驱物焙烧制得氧化镁作为催化剂，在碱性助催化剂存在下，苯乙烯催化氧化制环氧苯乙烷。在氧化镁催化剂与碱性助催化剂的存在下，以过氧化氢为氧源、乙腈为溶剂，在一定温度条件下对苯乙烯实施催化环氧化反应。使用碱性助剂抑制环氧苯乙烷的开环，减少了苯乙醛的生成，从而大幅提高选择性。可实现苯乙烯基本完全转化，环氧苯乙烷选择性达到98％以上，苯乙烯转化率可达到99％，产品产率高。催化剂经多次重复使用后，仍然可以保持较高的催化活性和选择性。反应条件温和且催化剂制备流程简单、制备成本低廉，副产物为水。

技术领域

本发明涉及催化氧化领域，尤其是涉及一种苯乙烯环氧化制环氧苯乙烷的方法。

背景技术

环氧苯乙烷又称氧化苯乙烯，是一种重要的有机合成中间体，广泛应用于有机合成、药物制备、香料生产等领域。近年来，国内外对此类精细化学品的需求量急剧增长，因此，环氧苯乙烷的合成研究及工业化生产倍受关注。目前，工业上环氧苯乙烷合成方法有卤醇法和过氧酸直接氧化法。卤醇法对环境污染严重，是一种亟待改进的生产工艺；过氧酸直接氧化法所用有机过氧酸价格比较昂贵，对设备腐蚀严重，且难以从反应物中分离出来，生产技术条件要求高。以过氧化氢为氧化剂，直接催化苯乙烯环氧化制环氧苯乙烷被认为是一种绿色环保的工艺方法，不仅因为过氧化氢(双氧水)廉价易得，而且反应后除水外不会产生其它副产物，容易从有机相中分离，具有安全、经济、无环境污染等优点。目前，H₂O₂环氧化法研究较多，在H₂O₂和CH₃CN共存的条件下，苯乙烯转化率和环氧化物选择性均较高。为抑制苯乙烯环氧化过程中的副产物苯乙醛的生成，同时降低环氧苯乙烷的制备成本，需要对这一工艺进一步探索优化，以期获得更为高效的催化苯乙烯环氧化的方法。

《无机化学学报》于2007年报道马乾志等人的《含MFI结构单元的介孔Ti-HMS-1的合成、表征及催化氧化性能》，考察了介孔含钛分子筛Ti-HMS-1催化苯乙烯环氧化性能，以30wt.％H₂O₂为氧化剂，甲醇为溶剂，60℃反应4h，苯乙烯转化率最高达到34.0％。产物中以苯乙醛和环氧苯乙烷为主，选择性分别为33.6％和55.4％。中国专利CN1557553A采用MCM系列分子筛为催化剂，H₂O₂为氧化剂，苯乙烯转化率与环氧苯乙烷选择性分别达40％和60％。以上采用改性分子筛催化苯乙烯环氧化的方法中苯乙烯转化率和环氧苯乙烷选择性都较低，环氧苯乙烷的开环现象严重，目前仍无法满足工业化需求。

中国专利CN103788023A公开一种以磷钨杂多酸类化合物为催化剂，乙二胺四乙酸(EDTA)作为助剂，双氧水为氧化剂，在常压和温度为30～90℃的条件下，搅拌反应2～8h，苯乙烯转化率高于84％，环氧苯乙烷选择性大于90％。中国专利CN106699693A公开一种以非晶态MO_x/TiO₂-SiO₂为催化剂，以碱或盐为助剂，双氧水为氧化剂，在常压和温度为45～65℃的条件下，搅拌反应0.5～2h，苯乙烯转化率最高为67.9％，环氧苯乙烷选择性大于85％，产品产率高，无污染，但是其转化率仍较低。中国专利CN 106905266A公开一种以负载型镁铝复合金属氧化物为催化剂，加入一定量的有机溶剂，以双氧水为氧化剂，在常压和温度为40～80℃的条件下，搅拌反应1～12h，苯乙烯转化率最高可达97％，环氧苯乙烷选择性98％左右，多次使用后仍然可以保持较高的催化活性。但是由于苯乙烯容易聚合的特点，使得在反应过程中苯乙烯的加入量不能太大，否则容易产生大量的副产物。

发明内容

本发明的目的是提供具有更高的苯乙烯转化率和环氧苯乙烷选择性，且制备方法简单、成本低、反应条件温和、可操作性强的一种苯乙烯环氧化制环氧苯乙烷的方法。

本发明的具体步骤为：