[發(fā)明專利]一種1,2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410539894.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104311512A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建成;王猛;馬興軍;李乃旭;李樹(shù)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C07D303/04
• 分類號(hào): C07D303/04;C07D301/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種1，2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法，特別是涉及一種以碳酸酯類物質(zhì)為溶劑，一步合成1，2-環(huán)氧丁烷的方法。

背景技術(shù)

1，2-環(huán)氧丁烷(BO)是一種重要的有機(jī)合成原料，可以用來(lái)制備有機(jī)合成中間體和高分子聚合物，例如可以生產(chǎn)聚醚多元醇用于制備低泡洗滌劑、消泡劑、脫模劑等；1，2-環(huán)氧丁烷水合反應(yīng)的產(chǎn)物可以用于制造增塑劑；1，2-環(huán)氧丁烷與環(huán)氧乙烷形成的嵌段共聚物能用于非離子型乳化劑、破乳劑的生產(chǎn)；另外，1，2-環(huán)氧丁烷還是各類氯溶劑的最佳穩(wěn)定劑。

目前，工業(yè)生產(chǎn)1，2-環(huán)氧丁烷的方法主要有氯醇法和過(guò)氧乙酸法。氯醇法生產(chǎn)1，2-環(huán)氧丁烷的主要原料為1-丁烯、氯氣、石灰乳，生產(chǎn)工藝分為三個(gè)部分：氯醇化、皂化及精制。氯醇法是制備低碳環(huán)氧化物的傳統(tǒng)方法，雖然該法對(duì)原料純度要求不高，但是在生產(chǎn)過(guò)程中消耗大量Cl₂并產(chǎn)生含有CaCl₂和有機(jī)氯的廢水，氯醇法由于其嚴(yán)重的污染問(wèn)題而將被逐步淘汰。過(guò)氧乙酸法生產(chǎn)1，2-環(huán)氧丁烷的主要原料為1-丁烯和過(guò)氧乙酸。該法是在催化劑的作用下，將過(guò)氧乙酸中的活潑氧轉(zhuǎn)移到1-丁烯從而得到1，2-環(huán)氧丁烷。過(guò)氧乙酸法與氯醇法相比，優(yōu)點(diǎn)是無(wú)三廢污染，蒸汽消耗量小，副產(chǎn)物乙酸可以回收利用，但該法反應(yīng)體系中含有大量酸，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，且對(duì)操作要求也較高。

由此可以看到，現(xiàn)有生產(chǎn)1,2-環(huán)氧丁烷的工藝存在著弊端，在大力提倡綠色化學(xué)和原子經(jīng)濟(jì)性的當(dāng)下，人們迫切需要開(kāi)發(fā)一種既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的1,2-環(huán)氧丁烷生產(chǎn)方法。

近幾年來(lái)，隨著鈦硅分子篩的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，以過(guò)氧化氫為氧化劑直接環(huán)氧化1-丁烯制備1,2-環(huán)氧丁烷的方法開(kāi)始得到人們的關(guān)注。該方法不僅反應(yīng)條件溫和，而且對(duì)環(huán)境的污染大大減小。專利CN101085763A披露了一種使用低碳醇，優(yōu)選甲醇為溶劑，以過(guò)氧化氫為氧化劑，1-丁烯為原料，鈦硅分子篩為催化劑合成1,2-環(huán)氧丁烷的方法，雖然該法1,2-環(huán)氧丁烷選擇性高，但是其使用大量甲醇作為溶劑，不僅存在安全隱患，而且由于甲醇沸點(diǎn)與產(chǎn)物1,2-環(huán)氧丁烷沸點(diǎn)接近，致使后續(xù)的分離變得困難。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種清潔制備1，2-環(huán)氧丁烷的方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明一種1，2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法包括：將溶劑、1-丁烯、過(guò)氧化氫和表面活性劑加入到裝有催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，上述物質(zhì)的質(zhì)量比為：溶劑20-50:1-丁烯1.0-10:過(guò)氧化氫0.5-1.0:表面活性劑0.08-0.15:催化劑0.5-1.2，進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)生成1,2-環(huán)氧丁烷，反應(yīng)條件是反應(yīng)溫度為50-80℃，反應(yīng)壓力0.4-1.0MPa，反應(yīng)時(shí)間2-4h。

所述溶劑為碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯。

所述催化劑為氨水改性的鈦硅分子篩。

所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、烷基糖苷或聚乙二醇。

本發(fā)明使用碳酸酯類物質(zhì)作為溶劑，能很好地避免醇類溶劑沸點(diǎn)低的問(wèn)題，產(chǎn)物易從體系中分離出來(lái)，而且方法簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境友好，是一種綠色制備方法。

有益效果：與現(xiàn)有的制備1,2-環(huán)氧丁烷的技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明過(guò)程簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，無(wú)需高溫高壓，安全系數(shù)高，反應(yīng)物利用率高，反應(yīng)副產(chǎn)物主要是H₂O₂，對(duì)環(huán)境友好，對(duì)設(shè)備腐蝕性極低，無(wú)三廢污染。

(2)本發(fā)明使用的溶劑為碳酸酯類物質(zhì)，能很好地避免醇類溶劑沸點(diǎn)低的問(wèn)題，減小了產(chǎn)物分離的能耗，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

實(shí)施例1、將20.0g的碳酸二甲酯、1.0g的1-丁烯、0.5g的過(guò)氧化氫、0.08g的十二烷基硫酸鈉和0.5g氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)壓力為0.4Mpa，反應(yīng)2.0h后取樣分析，雙氧水轉(zhuǎn)化率為87.2％，1，2-環(huán)氧丁烷產(chǎn)物收率為93.3％。

實(shí)施例2、將50.0g的碳酸乙烯酯、10.0g的1-丁烯、1.0g的過(guò)氧化氫、0.15g的烷基糖苷和1.2g氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)壓力為1.0Mpa，反應(yīng)3.0h后取樣分析，雙氧水轉(zhuǎn)化率為88.4％，1，2-環(huán)氧丁烷產(chǎn)物收率為93.9％。