PROCESO PARA PRODUCIR ÓXIDO DE OLEFINA.

Proceso para producir óxido de olefina.

La presente invención se refiere a un proceso para producir un óxido de olefina,

que comprende hacer reaccionar una olefina con oxígeno en presencia de un catalizador, en el que el catalizador comprende cubos truncados de plata metálica que tienen uno o más planos de Ag (100) que se exponen selectivamente.

Proceso para producir óxido de olefina. Campo Técnico La presente invención se refiere a un proceso para producir un óxido de olefina. Técnica Antecedente El documento US 2010/0010243 describe un método para convertir un alqueno en un epóxido, que comprende hacer

reaccionar el alqueno con oxígeno en presencia de un catalizador de nanocubos de plata, que tiene una pluralidad de planos superficiales que son sustancialmente Ag (100) . Sumario de la Invención La presente invención proporciona un proceso para producir un óxido de olefina relacionado con lo siguiente:

[1] Un proceso para producir un óxido de olefina que comprende hacer reaccionar una olefina con oxígeno en presencia de un catalizador, en el que el catalizador comprende cubos truncados de plata metálica que tienen uno o más planos de Ag (100) que se exponen selectivamente;

[2] El proceso de acuerdo con [1], en el que la proporción de planos de Ag (100) a la superficie del cubo truncado de plata metálica es del 20% o mayor y del 80% o menor.

[3] El proceso de acuerdo con [1] o [2], en el que catalizador está soportado sobre un soporte;

[4] El proceso de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [3], en el que la olefina es propileno y el óxido de olefina es óxido de propileno;

[5] El proceso de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [4], en el que los cubos truncados de plata metálica se preparan reduciendo Ag+ con un agente reductor, en presencia de un reactivo protector y una fuente de metal alcalino;

[6] Un catalizador para producir un óxido de olefina que comprende cubos truncados de plata metálica que tienen uno o más planos de Ag (100) que se exponen selectivamente.

Breve Descripción de los Dibujos

La Figura 1 es el dibujo de los cubos truncados de plata metálica obtenidos en el Ejemplo de Preparación 1, con análisis por microscopio electrónico.

Las Figuras 2 (a) y (b) son los dibujos de los cubos truncados de plata metálica obtenidos en el Ejemplo de

Preparación 2, con análisis por microscopio electrónico.

La Figura 2 (C) es un plano imaginario que contiene el plano de Ag (100) del cubo truncado de plata metálica obtenido en el Ejemplo de Preparación 2, y el plano de Ag (100) se muestra como un plano diagonal.

La Figura 3 es el dibujo de las partículas de plata obtenidas en el Ejemplo de Preparación Comparativo 1, con análisis por microscopio electrónico.

Descripción de las Realizaciones La presente invención es un proceso para producir un óxido de olefina, que comprende hacer reaccionar una olefina con oxígeno en presencia de un catalizador, en el que el catalizador comprende cubos truncados de plata metálica que tienen uno o más planos de Ag (100) que se exponen selectivamente.

El catalizador puede prepararse reduciendo Ag+ con un agente reductor, en presencia de un reactivo protector y una fuente de metal alcalino. El catalizador puede producirse de acuerdo con el método descrito en Science, 298, 21762179 (2002) , Chemical Physics Letters 432 (2006) 491-496 o Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2154-2157.

Los ejemplos de Ag+ incluyen [Ag (NH3) 2]+OH- y AgNO3. Los ejemplos del agente reductor incluyen un agente reductor orgánico, tal como glucosa y etilenglicol. Los ejemplos del reactivo protector incluyen bromuro de hexadeciltrimetilamonio (HTAB) y poli (vinilpirrolidona) . Los ejemplos de la fuente de metal alcalino incluyen hidróxidos de metal alcalino, tales como hidróxido sódico e

hidróxido potásico, sulfuros de metal alcalino, tales como sulfuro sódico, y haluros de metal alcalino, tales como cloruro sódico.

El catalizador pude producirse también de acuerdo con el proceso descrito en J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1320013201 o J. Phys. Chem. B. 2005, 109, 5497-5503, excepto que una solución acuosa de hidróxido de plata y amonio ([Ag (NH3) 2]+OH-) se prepara en presencia de una fuente de metal alcalino. Específicamente, el catalizador puede producirse, por ejemplo, mediante las siguientes etapas (a) y (b) :

(a) una etapa de preparación de una solución acuosa de hidróxido de plata y amonio ([Ag (NH3) 2]+OH-) haciendo reaccionar nitrato de plata con una base de metal alcalino en agua, seguido del mezclado de la mezcla resultante con amoniaco,

(b) una etapa de mezclar la solución acuosa de [Ag (NH3) 2]+OH- preparada en la etapa (a) , glucosa y bromuro de hexadeciltrimetilamonio (HTAB) seguido de calentamiento de la mezcla resultante con agitación.

Después de la etapa (b) , la mezcla de reacción obtenida normalmente se centrifuga para obtener el catalizador. El catalizador obtenido puede dispersarse de nuevo en agua y/o lavarse con agua.

La cantidad usada de la base de metal alcalino en la etapa (a) es normalmente de 0, 3 a 0, 4 moles respecto a 1 mol de nitrato de plata.

La cantidad usada de amoniaco en la etapa (a) normalmente es de 2 moles o mayor respecto a 1 mol de nitrato de plata, y el amoniaco normalmente se usa en una cantidad tal que el pH de la mezcla obtenida al mezclar el amoniaco sube hasta 12, 5. La cantidad usada de glucosa en la etapa (b) es normalmente de 1 a 5 moles, respecto a 1 mol de nitrato de plata.

La temperatura de calentamiento en la etapa (b) es normalmente de 50 a 200ºC, y preferiblemente de 80 a 150ºC.

La forma del catalizador es un cubo truncado. El cubo tiene uno o más planos de Ag (100) que se exponen selectivamente.

La proporción de planos de Ag (100) respecto a la superficie del cono truncado de plata metálica es preferiblemente del 20% o mayor y del 80% o menor. La proporción puede calcularse en base al resultado de observación con análisis por microscopio electrónico.

El catalizador puede contener un elemento de metal alcalino derivado de la fuente de metal alcalino.

El catalizador puede contener una pequeña cantidad de uno o más elementos metálicos distintos de plata y del elemento de metal alcalino.

El catalizador está soportado preferiblemente sobre un soporte. El soporte es preferiblemente uno en el que el catalizador puede estar soportado, y que no cambia de propiedades según las condiciones del proceso de la presente invención. Los ejemplos del soporte incluyen un carbonato metálico, un óxido metálico y carbono.

Los ejemplos preferibles de carbonato metálico incluyen un carbonato de metal alcalino, un carbonato de metal alcalinotérreo y un carbonato de metal de transición y el carbonato de metal alcalinotérreo es preferible.

Los ejemplos de carbonato de metal alcalino incluyen carbonato sódico y carbonato potásico. Los ejemplos de carbonato de metal alcalinotérreo incluyen carbonato de magnesio, carbonato de calcio, carbonato de estroncio y carbonato de bario y son preferibles carbonato de calcio, carbonato de estroncio y carbonato de bario. Es preferible el carbonato de metal alcalinotérreo, que tiene un área superficial específica de 1 a 70 m2/g, medida por adsorción de nitrógeno por el método BET.

Como el soporte, el carbonato metálico puede usarse tal cual o después de fijar partículas del carbonato metálico entre sí usando un aglutinante adecuado. El carbonato metálico puede mezclarse con un agente de moldeo y moldearse por moldeo por extrusión, moldeo por presión o similares para usar el producto obtenido como el soporte. Se prefiere que el carbonato metálico se use tal cual como el soporte.

Puede usarse un óxido metálico que tiene la forma cristalina de una estructura de sal de roca, una estructura de corindón, una estructura de tipo espinela, una estructura de tipo fluorita, una estructura de tipo wurtzita, una estructura de tipo rutilo, una estructura de tipo bixbita, una estructura de tipo ilmenita, una estructura de tipo pseudobrookita, o una estructura de tipo perovskita.

Los ejemplos del óxido metálico que tiene una estructura de sal de roca incluyen TiO, VO, MnO y NiO.

Los ejemplos del óxido metálico que tiene una estructura de corindón, incluyen a-Al2O3 y a-Fe2O3.

Los ejemplos del óxido metálico que tiene una estructura de tipo espinela incluyen ZnAl2O4, y-Fe2O3 y SnZn2O4.

Los ejemplos del óxido metálico que tiene una estructura de tipo fluorita incluyen ZrO2 y CeO2.

Los ejemplos del óxido metálico que tiene una estructura de tipo wurtzita incluyen ZnO.

Los ejemplos del óxido metálico que tiene una estructura de tipo rutilo incluyen SnO2, TiO2 y RuO2.

Los ejemplos del óxido metálico que tiene una estructura de tipo bixbita incluyen 1-Fe2O3.

Los ejemplos del óxido metálico que tiene una estructura de tipo ilmenita incluyen FeTiO3.

Los ejemplos del óxido metálico que tiene una estructura de tipo pseudobrookita...

1. Un proceso para producir un óxido de olefina, que comprende hacer reaccionar una olefina con oxígeno en presencia de un catalizador, en el que el catalizador comprende cubos truncados de plata metálica que tienen uno o más planos de Ag (100) que se exponen selectivamente.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la proporción de planos de Ag (100) a la superficie del cubo truncado de plata metálica es del 20% o mayor y del 80% o menor.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el catalizador está soportado sobre un soporte.

4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la olefina es propileno y el óxido de olefina es óxido de propileno.

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los cubos truncados de plata metálica se preparan reduciendo Ag+ con un agente reductor, en presencia de un reactivo protector y una fuente de metal alcalino;

6. Un catalizador para producir un óxido de olefina, que comprende cubos truncados de plata metálica que tienen uno o más planos de Ag (100) que se exponen selectivamente.