[发明专利]一种制备1,2-环氧辛烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷钨酸季铵盐的制备及其催化1-辛烯环氧化生成1,2-环氧辛烷的方法。

背景技术

1,2-环氧辛烷可用为溶剂稳定剂、增塑剂、润滑剂添加料等，也用于有机合成。

1,2-环氧辛烷，有R-（+）和S-（-）两种异构体，它是一种无色-淡黄色液体；毒理学数据表明，摄入剂量为103毫克/千克（鼠），会产生淋巴瘤的毒性，生态学数据表明，该物质对环境可能有危害，对水体应给予特别注意。

迄今，国外合成1,2-环氧辛烷的方法较多，基本上是以1-辛烯用氧化剂在催化剂的作用下进行环氧化反应而得到，通常使用较为频繁且经济实惠的氧化剂有过氧化氢、特丁基过氧化氢、氧气等，这些氧化剂通常要在催化剂的作用下才能较好地将1-辛烯环氧化生成1,2-环氧辛烷，由此看来，催化剂是此反应能够顺利进行的关键。对于1-辛烯，大多以价格低廉的H₂O₂作为氧化剂，因其生成的副产物是水，对环境没有污染而被称之为“绿色氧化剂”，所用的催化剂大多为复合金属有机化合物，是一些含钼、钛、锰、钴、锡、钒等金属复合物，产率在30%-99%，产率在70%以下占了近一半，90%以上产率只占四分之一，且这些催化剂的制备较为复杂，未作重复利用，相对成本较高。

文献[Green Chem.,2009,11,1589-1594]中，以1-辛烯为原料，30%的过氧化氢为氧化剂，在离子液体（ILs）中，于70℃，用正十二烷基吡啶磷钨酸盐（[Dopy]₃[PW₁₂O₄₀]）作催化剂，反应2小时，生成1,2-环氧辛烷，收率为10%。该方法反应温度偏高，副产物多，收率低；还用了昂贵的离子液体作为溶剂，成本高。

发明内容

本发明是针对现有技术的不足，提出一种制备1,2-环氧辛烷的方法。

本发明制备1,2-环氧辛烷的技术方案如下：

该方法以1-辛烯为原料，通过环氧化反应，其特征在于环氧化反应采用过氧化氢为氧化剂，反应介质为极性溶剂，催化剂为磷钨酸季铵盐，经上述反应得到1,2-环氧辛烷，含量≥95%，收率≥75%，催化剂可以回收利用3次，平均收率≥75%；

所述的环氧化反应温度45-55℃；

所述的1-辛烯、过氧化氢、磷钨酸季铵盐的摩尔比为1:1.5:0.004；

所述的反应介质为卤代烃如二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷等极性溶剂；

所述的催化剂为磷钨酸和季铵盐反应生成的产品；

所述的季铵盐为长链烷烃卤化铵如十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三苯基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵等；

所述的磷钨酸季铵盐的制备温度为室温；

所述的磷钨酸、季铵盐和过氧化氢的摩尔比为1:3:107。

所述的催化剂可以重复利用3次。

1,2-环氧辛烷含量测定用气相色谱法。

具体的制备工艺如下：

1、磷钨酸季铵盐Q₃PW₄O₁₆催化剂的制备 

按磷钨酸、季铵盐和过氧化氢的摩尔比为1:3:107，准确称取磷钨酸置于反应器中，加入蒸馏水至刚好溶解，接着滴加浓度≥40%≤50%的H₂O₂，滴加完毕后，室温搅拌30 min；然后将季铵盐完全溶于卤代烃中，缓慢滴入反应器中，室温下搅拌30 min，过滤得到浅黄色固体粉末，用去离子水洗去未反应的季铵盐，用AgNO₃溶液检验，直至滤液中无Br^-离子为止，最后将固体即催化剂在60℃烘干，产率为90.11%；

所述季铵盐为长链烷烃卤化铵十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三苯基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种；

2、磷钨酸季铵盐Q₃PW₄O₁₆催化H₂O₂环氧化1-辛烯