[发明专利]一种环氧苯乙烷的制备方法

说明书

本发明提供了一种环氧苯乙烷的制备方法，属于有机合成技术领域。本发明以硅烷改性二氧化锰作为界面催化剂，该界面催化剂能够稳定油‑水两相形成具有丰富反应界面的Pickering乳液，Pickering乳液本身的丰富反应界面可以强化油‑水两相反应传质，提高反应速率；同时借助于改性MnO_2‑x的丰富氧空位和Mn³⁺来增强TBHP氧化剂吸附和活化定向形成利于环氧化的超氧自由基(HO₂·)，提升环氧苯乙烷的选择性，实现苯乙烯高效、高选择性制备环氧苯乙烷，具有规模化应用前景。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种环氧苯乙烷的制备方法。

背景技术

环氧苯乙烷作为重要的有机化工中间体广泛应用于医药、香料、材料等领域，是生产左旋咪唑、环氧树脂等化学品的基本原材料，其主要的合成方法是通过烯烃环氧化制得(Gordon,C.；Engler,H.；Tragl,A.；Plodinec,M.；Lunkenbein,T.；Berkessel,A.；Teles,J.；Parvulescu,A.；Copéret,C.；Efficient epoxidation over dinuclear sites intitanium silicalite-1,Nature,2020,586,708-713)。然而，现有烯烃环氧化以卤醇、有机过氧酸等为强氧化剂构建的催化体系存在以下问题：①目标产物环氧化物在强氧化剂反应条件下易过氧化或自开环，导致选择性较低；②物耗能耗高造成反应物原子利用率低，且生成较多有毒有害废弃物(Liu,J.；Ji,X.；Shi,J.；Wang,L.；Jian,P.；Yan,X.；Wang,D.；Experimental and theoretical investigation of the tuning of electronicstructure in SnO₂ via Co doping for enhanced styrene epoxidation catalysis,Catal.Sci.Technol.,2022,12,1499-1511)。因此，开发用于苯乙烯环氧化的绿色氧化工艺具有重要的意义。

基于绿色环氧化工艺的发展需要，以O₂、H₂O₂和叔丁基过氧化氢(TBHP)为代表的绿色氧化剂引起人们的广泛关注。由于环氧化过程中常常伴随着开环、过度氧化等副反应，因此普遍存在环氧化物转化率低、产物复杂及环氧化物选择性差等问题。这是因为氧化剂在催化剂的作用下产生的适用于不同反应路径的自由基造成的。通常来说，羟基自由基(·OH)容易导致苯乙烯的C＝C键断裂形成苯甲醛，而超氧自由基HO₂·则倾向于形成环氧苯乙烷。然而，O₂的活化需要使用昂贵的贵金属或高温高压环境，而H₂O₂容易均裂形成·OH。相比之下，TBHP具有较长的O-O键，在温和条件下易于活化形成活性氧自由基。然而，苯乙烯与TBHP形成的油-水两相的不混溶性限制了两相反应的传质，导致反应速率相对较低。此外，TBHP为氧化剂的环氧化过程涉及HO₂·和·OH的竞争反应，导致反应的选择性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧苯乙烷的制备方法，能够实现苯乙烯高效和高选择性转化。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种环氧苯乙烷的制备方法，包括以下步骤：

将苯乙烯、Pickering界面催化剂和分散剂混合，得到油相；所述Pickering界面催化剂为硅烷改性MnO_2-x，0≤x＜2；

将叔丁基过氧化氢、络合剂和水混合，得到水相；

将所述水相和油相混合，进行环氧化反应，得到环氧苯乙烷。

优选的，所述Pickering界面催化剂的制备方法包括以下步骤：