一種制備1,2-環氧辛烷的方法技術

一種制備1,2-環氧辛烷的方法，是以1-辛烯為原料，通過環氧化反應，其特征在于環氧化反應采用過氧化氫為氧化劑，反應介質為極性溶劑，催化劑為磷鎢酸季銨鹽，經上述反應得到1,2-環氧辛烷，含量≥95%，收率≥75%，催化劑可以回收利用3次，平均收率≥75%。該方法收率較高，降低了成本；能耗低，節約能源，環氧化反應溫度45-55℃；產品質量高，1,2-環氧辛烷含量≥95%；無三廢排放。

【技術實現步驟摘要】
,2-環氧辛烷的方法
本專利技術涉及磷鎢酸季銨鹽的制備及其催化1-辛烯環氧化生成1，2-環氧辛烷的方法。
技術介紹
I, 2-環氧辛烷可用為溶劑穩定劑、增塑劑、潤滑劑添加料等，也用于有機合成。1，2_環氧辛燒,有R- ( + )和S-(-)兩種異構體，它是一種無色_淡黃色液體；毒理學數據表明，攝入劑量為103毫克/千克(鼠)，會產生淋巴瘤的毒性，生態學數據表明，該物質對環境可能有危害，對水體應給予特別注意。迄今，國外合成1，2-環氧辛烷的 方法較多，基本上是以1-辛烯用氧化劑在催化劑的作用下進行環氧化反應而得到，通常使用較為頻繁且經濟實惠的氧化劑有過氧化氫、特丁基過氧化氫、氧氣等，這些氧化劑通常要在催化劑的作用下才能較好地將1-辛烯環氧化生成1，2-環氧辛烷，由此看來，催化劑是此反應能夠順利進行的關鍵。對于1-辛烯，大多以價格低廉的H2O2作為氧化劑，因其生成的副產物是水，對環境沒有污染而被稱之為“綠色氧化劑”，所用的催化劑大多為復合金屬有機化合物，是一些含鑰、鈦、錳、鈷、錫、釩等金屬復合物，產率在30%-99%，產率在70%以下占了近一半，90%以上產率只占四分之一，且這些催化劑的制備較為復雜，未作重復利用，相對成本較高。文獻中，以1-辛烯為原料，30%的過氧化氫為氧化劑，在離子液體(ILs)中，于70°C，用正十二烷基吡啶磷鎢酸鹽( 3 )作催化劑，反應2小時，生成1，2-環氧辛烷，收率為10%。該方法反應溫度偏高，副產物多，收率低；還用了昂貴的離子液體作為溶劑，成本高。
技術實現思路
本專利技術是針對現有技術的不足，提出，2-環氧辛烷的方法。本專利技術制備1，2-環氧辛烷的技術方案如下該方法以1-辛烯為原料，通過環氧化反應，其特征在于環氧化反應采用過氧化氫為氧化劑，反應介質為極性溶劑，催化劑為磷鎢酸季銨鹽，經上述反應得到1，2-環氧辛烷，含量彡95%，收率彡75%，催化劑可以回收利用3次，平均收率彡75% ；所述的環氧化反應溫度45-55°C ；所述的1-辛烯、過氧化氫、磷鎢酸季銨鹽的摩爾比為1:1.5:0. 004 ;所述的反應介質為鹵代烴如二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷等極性溶劑；所述的催化劑為磷鎢酸和季銨鹽反應生成的產品；所述的季銨鹽為長鏈烷烴齒化銨如十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三苯基溴化銨、 十八烷基三甲基溴化銨等；所述的磷鎢酸季銨鹽的制備溫度為室溫；所述的磷鎢酸、季銨鹽和過氧化氫的摩爾比為1:3:107。所述的催化劑可以重復利用3次。I, 2-環氧辛烷含量測定用氣相色譜法。具體的制備工藝如下1、磷鎢酸季銨鹽Q3PW4O16催化劑的制備按磷鎢酸、季銨鹽和過氧化氫的摩爾比為1:3:107，準確稱取磷鎢酸置于反應器中，加入蒸餾水至剛好溶解，接著滴加濃度彡40% ( 50%的H2O2,滴加完畢后，室溫攪拌30 min ’然后將季銨鹽完全溶于鹵代烴中，緩慢滴入反應器中，室溫下攪拌30 min，過濾得到淺黃色固體粉末，用去離子水洗去未反應的季銨鹽，用AgNO3溶液檢驗，直至濾液中無Br-離子為止， 最后將固體即催化劑在60°C烘干，產率為90. 11% ；所述季銨鹽為長鏈烷烴齒化銨十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三苯基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨中的一種；2、磷鎢酸季銨鹽Q3PW4O16催化H2O2環氧化1-辛烯按1-辛烯、過氧化氫、磷鎢酸季銨鹽的摩爾比為1:1. 5:0. 004，先稱取1-辛烯，置于反應器中，加入鹵代烴，至完全熔解，再加入催化劑Q3PW4O16,攪拌均勻后，最后加入濃度彡40% ( 50%的H2O2，45-55°C條件下反應7h，反應過程中用氣相色譜監測，反應結束后， 將全部反應物離心，取沉淀物即催化劑備用，靜置分層，有機相用去離子水洗滌，干燥，得到1. 2-環氧辛烷，其含量> 95%，產率75% ；所述鹵代烴是二氯甲烷、三氯甲烷、1，2_ 二氯乙烷的一種；3、催化劑Q3PW4O16的回收利用 利用上述沉淀物催化劑Q3PW4O16,按照步驟2的工藝條件和工藝過程繼續反應，得到1. 2-環氧辛烷，平均產率75%，該催化劑重復反應三次。本專利技術提供的制備1，2-環氧辛烷的方法有以下優點收率較高，達到75%以上，催化劑重復利用3次，降低了成本；能耗低，節約能源，環氧化反應溫度45-55°C;產品質量高， 1，2-環氧辛烷含量> 95% ;無三廢排放。具體實施方式實施例1、磷鎢酸季銨鹽(Q3PW4O16)催化劑的制備(Q為十六烷基三甲基銨的縮寫)準確稱取3. 49 g(l. 21mmol)磷鶴酸于150 ml的反應器中，加入蒸懼水至剛好溶解， 接著滴加10. 00 g (O. 13mol)44. 15%的H202。滴加完畢后，在25°C，攪拌30 min。然后將1.31 g(3. 59mmol)十六烷基三甲基溴化銨溶于30 ml的CH2Cl2中，緩慢滴入反應器中，室溫下攪拌30 min,過濾得到淺黃色固體粉末，用去離子水洗去未反應的季銨鹽，直至濾液中無Br—離子為止(用AgN03溶液檢驗)，最后將固體在60°C烘干。得到1.71g產物，產率為 90. 11%。Q3Pff4O16 的 FT-1R :2923. 63 cm_1,2852. 42 cnT1 (C-H 伸縮振動吸收峰)，1079. 01 CnT1 (P-O1健的反對稱伸縮振動吸收峰)，980. 15CHT1 Cff-O4的伸縮振動吸收峰)，897. 04 cnT1 (W-O2-W伸縮振動吸收峰)，813. 36 cnT1 (W-O3-W伸縮振動吸收峰)，520 cnT1 (W-0-0的振動)。Q3PW4O16 的元素分析C 39. 52% ；H :7. 68% ；N :2. 23% (理論值 C :40. 48% ；H :7. 45% ；N 2.40%)。2、磷鎢酸季銨鹽(Q3PW4O16)催化H2O2環氧化1-辛烯在50 ml反應器中，依次加入15 ml三氯甲烷，3. 69 g(33mmol) 1_辛烯，然后分別加入0.21 g (O. 13mmol) Q3PW4O16，攪拌均勻后，再加入 3. 79 g (49 mmol) 44. 15% H2O2 ,50。。條件下反應7h，反應過程中用氣相色譜監測，反應結束后，將全部反應物離心，取沉淀物備用， 靜置分層，有機相用去尚子水洗漆，干燥，得到1. 2-環氧辛燒的含量為95. 8%,產率80. 02%,3、催化劑Q3PW4O16的回收利用利用上述沉淀物催化劑Q3PW4O16,按照步驟2的工藝條件和工藝過程繼續反應，得到1.2-環氧辛烷，其結果表明，該催化劑可以重復反應三次，產率分別為79. 35%，76. 23%， 74. 32%，平均產率為76. 63%。將本專利技術所提出制備方法實施例與文獻的制備方法對比例比較，就可以看出來本專利技術的創新和優點。I, 2-環氧辛烷主要理化指標分子量128.21外觀無色透明液體沸點62 ° C 閃點 37 ° C 折光率 1.418-1.421(20° C，589 nm)比重 O. 8340 - O. 8390 (20/20)貯存對濕度敏感，易吸潮，密封保存 1,2-環氧辛烷的毒性試驗毒理學數據表明，攝入劑量為103毫克/千克(鼠)，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備1,2?環氧辛烷的方法，其特征在于：（1）磷鎢酸季銨鹽Q3PW4O16催化劑的制備?按磷鎢酸、季銨鹽和過氧化氫的摩爾比為1:3:107，準確稱取磷鎢酸置于反應器中，加入蒸餾水至剛好溶解，接著滴加濃度≥40%≤50%的H2O2，滴加完畢后，室溫攪拌30?min；然后將季銨鹽完全溶于鹵代烴中，緩慢滴入反應器中，室溫下攪拌30?min，過濾得到淺黃色固體粉末，用去離子水洗去未反應的季銨鹽，用AgNO3溶液檢驗，直至濾液中無Br?離子為止，最后將固體即催化劑在60℃烘干，產率為90.11%；所述季銨鹽為長鏈烷烴鹵化銨十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三苯基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨中的一種；（2）磷鎢酸季銨鹽Q3PW4O16催化H2O2環氧化1?辛烯按1?辛烯、過氧化氫、磷鎢酸季銨鹽的摩爾比為1:1.5:0.004，先稱取1?辛烯，置于反應器中，加入鹵代烴，至完全熔解，再加入催化劑Q3PW4O16，攪拌均勻后，最后加入濃度≥40%≤50%的H2O2?,?45?55℃條件下反應7h，反應過程中用氣相色譜監測，反應結束后，將全部反應物離心，取沉淀物即催化劑備用，靜置分層，有機相用去離子水洗滌，干燥，得到1.2?環氧辛烷，其含量≥95%，產率75%；所述鹵代烴是二氯甲烷、三氯甲烷、1，2?二氯乙烷的一種；（3）催化劑Q3PW4O16的回收利用利用上述沉淀物催化劑Q3PW4O16，按照步驟（2）的工藝條件和工藝過程繼續反應，得到1.2?環氧辛烷，平均產率75%，該催化劑重復反應三次。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：聶麗娟，李響敏，王可，
申請(專利權)人：南昌大學，
類型：發明
國別省市：