[發明專利]一種利用微通道反應器制備環氧環己烷的方法

在審

• 申請號: 202010955312.3
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112047904A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 莊大為;王聰;劉新偉;楊克儉;林彬彬
• 申請（專利權）人: 中國天辰工程有限公司
• 主分類號: C07D301/12
• 分類號: C07D301/12;C07D303/04;B01J19/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 耿樹志

本發明提供了一種利用微通道反應器制備環氧環己烷的方法，包括以下步驟：將過氧化物穩定劑溶于雙氧水中，得到A溶液；將環己烯與羧酸溶于有機溶劑中，得到B溶液；將A溶液與B溶液分別通入微通道反應器中進行反應，得到目標產物環氧環己烷。本發明提供利用微通道反應器制備環氧環己烷的方法，實現了過氧化羧酸合成及環己烯氧化的兩步驟的耦合，簡化了工藝流程，反應時間短，降低了生產成本，易于工業放大。

技術領域

本發明屬于化學合成技術領域，尤其是涉及一種利用微通道反應器制備環氧環己烷的方法。

背景技術

環氧環己烷是一種帶有特殊氣味透明的液體，沸點129℃，相對密度(4℃)0.996，閃點27.3℃。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等有機溶劑。環氧環己烷分子中含有三元含氧環結構，化學性質活潑,在酸或堿催化劑的作用下,三元含氧環極易開環，與水、醇、氨(胺)、酚或羧酸類親核物質發生加成反應生成中間體。

環氧環己烷的市場應用極為廣泛。在無機酸催化作用下，環氧環己烷可快速與水發生水解反應，生成1,2-環己二醇。環己二醇不僅是生產染料、農藥、樹脂、醫藥等的中間體，同時也是制備高檔環氧樹脂稀釋劑的原料。

以環氧環己烷為原料可制備農藥克螨特。克螨特具有治螨效率高、對人體及植物毒害作用低、發揮效用時限長且成本低等優點,是農民進行螨害治理的首選殺螨劑。

粘度極低的環氧環己烷還可作為環氧樹脂的活性稀釋劑，環氧環己烷對環氧樹脂有較強的溶解能力，它本身的粘度又非常低，因此可用作環氧樹脂的活性稀釋劑，以降低環氧樹脂在固化前的粘度，改善其流動性能，使之便于澆鑄成型。環氧環己烷屬于反應性稀釋劑，在環氧樹脂固化的同時，它本身也會發生環氧基開環聚合反應.成為網狀結構聚合物中的組成部分。得到的環氧樹脂無論在機械強度、耐熱性、電氣絕緣性還是在耐老化等表觀狀態方面，都比其他活性稀釋劑處理過的環氧樹脂更勝一籌。在光敏催化劑存在下，環氧環己烷經紫外線照射會引發陽離子開環聚合反應，從而制備光敏膠粘劑或光敏涂料。制備性能優異的光敏催化劑是這一過程的關鍵所在，曾先后出現了重氮鹽催化劑、碘鎓鹽或锍鎓鹽催化劑及芳基硅烷-有機鋁系列催化劑。但重氮鹽催化劑碘鎓鹽或锍鎓鹽催化劑的催化性能差強人意。前者在不見光處也能引發反應，極為不便，而碘鎓鹽或锍鎓鹽催化劑，又名“強酸催化劑”，雖然它在紫外線的照射下才能引發環氧環己烷進行聚合反應，但反應時會產生腐蝕金屬表面的強路易斯酸，從而使聚合體的電絕緣性降低；芳基硅烷-有機鋁催化劑系列催化劑的出現完全克服了前二者的缺點，且少量芳基硅烷-有機鋁催化劑即可進行高效反應，是一類性能優良的催化劑。由此制得的目標產物既可用于普通儀器的粘接和涂層，也可使用于精密儀器。目前，環氧環己烷可通過氧氣氧化法、氯醇法、有機過氧酸法、雙氧水法、烷基過氧化物法、電化學環氧化法等。

氧氣價廉且來源方便,是氧化反應最理想的氧源,以空氣或氧氣為氧源的環氧化反應也是合成環氧化物的傳統方法。但分子氧結構穩定,因此直接利用氧氣使環己烯環氧化很困難,需要特殊的催化劑。總的說來直接利用分子氧的環氧化反應,選擇性大都很差。無還原劑體系中,反應效率較低，選擇性差。有還原劑體系中,還原劑的成本較高，催化劑穩定性差。因此分子氧環氧化研究上進展較慢。

其中，環己烷氧化法是具有代表性的一種方法，環己烷氧化制備環己酮、環己醇的工藝過程中會產生一種輕餾分，其中含有質量分數30％左右的環氧環己烷，俗稱輕質油。從輕質油中回收環氧環己烷是獲取環氧環己烷的重要來源之一。但是，這種方法中，環氧環己烷屬于副產物，其產量受到較大制約。受制于己內酰胺生產工藝的改進，環己烷氧化制環己酮的工藝已經落后，使用該方法已經無法實現規模化生產。