DE69310962T2

DE69310962T2 - Epoxydierungsverfahren

Info

Publication number: DE69310962T2
Application number: DE69310962T
Authority: DE
Inventors: Guy L Crocco; Haven S Kesling; Wilfred Po-Sum Shum; John G Zajacek
Original assignee: Arco Chemical Technology LP
Current assignee: Lyondell Chemical Technology LP
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2013-02-06
Also published as: ES2101942T3; JPH061781A; US5166372A; DE69310962D1; JP3203583B2; EP0560488A1; EP0560488B1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Verfahren zur Epoxydierung von Olefinen, um Produkte mit funktionellen Epoxidgruppen zu erhalten. Insbesondere betrifft die Erfindung Verfahren, bei denen Wasserstoffperoxid in einem ein Lösungsmittel aus einem sekundären Alkylarylalkohol und einen Katalysator aus Organorheniumoxid enthaltenden Reaktionsmedium mit einem ethylenisch ungesättigten Substrat zur Umsetzung gebracht wird, um ein Oxiran herzustellen. Im erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Oxidanslösung verwendet werden, die aus dem Alkohol und dem durch die Reaktion des Alkohols mit molekularem Sauerstoff erzeugten Wasserstoffperoxid besteht.

Hintergrund der Erfindung

Epoxide wie Ethylenoxid, Propylenoxid, 1,2-Butenoxid u.a. sind geeignete Zwischenprodukte für die Herstellung vieler verschiedener Produkte. Die Oxiranfunktionalität in solchen Verbindungen ist hoch reaktiv und kann mit verschiedenen nudeophilen Reaktanten einer Ringöffnung unterzogen werden. Beispielsweise können Epoxide hydrolysiert werden, um als Antigefrierkomponenten geeignete Glykole, Lebensmitteladditive oder reaktive Monomere für die Herstellung von Kondensationspolymeren wie Polyestern zu ergeben.
Durch die Ringöffnungspolymerisation von Epoxiden hergestellte Polyetherpolyole werden verbreitet als Zwischenprodukte bei der Herstellung von Polyurethanschäumen, Elastomeren, Dichtungsmitteln, Beschichtungen u.a. verwendet. Die Reaktion von Epoxiden mit Alkoholen ergibt Glykolether, die in zahlreichen Anwendungen als polare Lösungsmittel verwendet werden können.
Es sind bereits viele verschiedene Verfahren zur Herstellung von Epoxiden entwickelt worden. Bei einem dieser Verfahren werden bestimmte Organorheniumoxidverbindungen verwendet, um die Olefinoxidation durch Wasserstoffperoxid zu katalysieren. Dieses Verfahren ist beispielsweise im deutschen Patent Nr. 3 902 357 und Herrmann, J. Orqanomet. Chem. 382 1 (1990) beschrieben. Man kann durch dieses Verfahren zwar eine hohe Ausbeute an bestimmten Epoxiden erhalten, doch Versuche zur Herstellung anderer Epoxide waren weniger erfolgreich. Insbesondere lehren diese Veröffentlichungen, daß zusätzlich zu dem oder anstatt des erwünschten Epoxids oft ein 1,2-Diolnebenprodukt entsteht. Die Entstehung solcher Nebenprodukte ist nach dem Stand der Technik vor allem dann wahrscheinlich, wenn die Reaktionstemperatur über 10ºC liegt. Eine Epoxydierungsreaktionsmischung unter 10ºC zu halten ist im industriellen Maßstab unpraktisch, weil dazu besondere Kühlvorrichtungen erforderlich sind und die Kosten dafür, Wärme aus einer exothermen Reaktion dieses Typs rasch abzuziehen, sehr hoch wären. Deshalb wäre es besonders wünschenswert, ein Epoxydierungsverfahren zu entwickeln, bei dem man ein Wasserstoffperoxidoxidans und einen Organorheniumoxidkatalysator verwendet und das bei einer Temperatur über 10ºC effektiv durchgeführt werden könnte, um ein ausschließlich aus Epoxid bestehendes Produkt zu ergeben.
Der Stand der Technik lehrt auch, daß es vorteilhaft ist, eine Wasserstoffperoxidlösung ohne Wasser zu verwenden, und empfiehlt den Einsatz eines organischen Lösungsmittels als flüssiges Medium für die Epoxydierungsreaktion. Wie es heißt, sind geeignete Lösungsmittel unter anderem Tetrahydrofuran, einwertige aliphatische Alkohole mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol und Xylol. Lösungen in tert-Butanol sollen besonders gut geeignet sein. Allerdings ist Wasserstoffperoxid derzeit nur in Form wäßriger Lösungen erhältlich. Um eines der vom Stand der Technik empfohlenen organischen Lösungsmittel zu verwenden, ist es deshalb notwendig, das Wasser einer typischen Wasserstoffperoxidlösung gegen das organische Lösungsmittel auszutauschen. Dadurch steigen die Gesamtkosten für ein Epoxydierungsverfahren dieses Typs unvermeidlicherweise stark an. Außerdem ist die Konzentration von Wasserstoffperoxid bis zu einem reinen oder nahezu reinen Zustand äußerst gefährlich und wird normalerweise vermieden. Daher ist es nicht praktikabel, einfach das Wasser abzudestillieren und durch das organische Lösungsmittel zu ersetzen. Da Wasserstoffperoxid in Wasser sehr leicht löslich ist und eine hohe Affinität dafür hat, ist eine flüssig-flüssig-Extraktion von Wasserstoffperoxid aus einer wäßrigen Phase in eine organische Phase nicht möglich. Außerdem sind bestimmte Lösungsmittel, die laut Stand der Technik bevorzugt für Epoxydierungsreaktionen dieses Typs verwendet werden wie z.B. tert-Butanol, mit Wasser mischbar und könnten in einem solchen Extraktionsschema nicht eingesetzt werden. Ein Epoxydierungsverfahren, bei dem eine ohne weiteres erhältliche Oxidanslösung mit Wasserstoffperoxid und einem organischen Lösungsmittel verwendet wird, welche eine hohe Ausbeute an Epoxidprodukten fördert, wäre deshalb wirtschaftlich sehr vorteilhaft.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Erfindung stellt ein Verfahren zur Epoxydierung eines Olefins zur Verfügung, bei dem das Olefin in Gegenwart eines Organorheniumoxidkatalysators unter solchen Bedingungen mit einer aus Wasserstoffperoxid und einem sekundären Alkylarylalkohol bestehenden Oxidansmischung in Kontakt gebracht wird, daß es epoxydiert wird und ein Epoxid bildet. Der Oxidansstrom kann dadurch hergestellt werden, daß man den sekundären Alkylarylalkohol unter für die Bildung von Wasserstoffperoxid geeigneten Bedingungen mit molekularem Sauerstoff in Kontakt bringt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine geeignete Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Form.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Olefin unter Verwendung von Wasserstoffperoxid (H&sub2;O&sub2;) als Oxidationsmittel epoxydiert. Jetzt haben wir unerwartet herausgefunden, daß die Ausbeute des erwünschten Epoxidprodukts erheblich gesteigert werden kann, wenn man einen sekundären Alkylarylalkohol als Komponente der Epoxydierungsreaktionsmischung verwendet. Die Epoxydierungsgeschwindigkeit (gemessen als Wasserstoffperoxidumwandlung in einem bestimmten Zeitraum) und die Selektivität für Epoxid sind erheblich höher, als unter ähnlichen Bedingungen bei Verwendung von aliphatischen C&sub1;&submin;&sub5; Alkoholen gelehrt wurde, die laut Stand der Technik als Lösungsmittel für diesen Typ einer mit Rhenium katalysierten Epoxydierungsreaktion bevorzugt werden. Im erfindungsgemäßen Verfahren entstehen nur minimale Mengen an 1,2-Diolhydrolyseprodukten.
Die zur Verwendung geeigneten sekundären Alkylarylalkohole umfassen diejenigen organischen Verbindungen, die mindestens 8 Kohlenstoffatome haben und der allgemeinen Struktur:
entsprechen, in der R eine Aryl- und R' eine Alkylgruppe ist. Am meisten bevorzugt ist R eine C&sub6;&submin;&sub1;&sub8;-Arylgruppe und kann entweder unsubstituiert sein (d.h. außer dem Substituenten
nur Wasserstoffsubstituienten enthalten) oder mit einer oder mehreren Gruppen wie einer Alkyl-, Aryl-, Nitro-, Halogen-, Cyano-, Alkoxy-, Keton-, Ester- oder Carboxylatgruppe substituiert sein. Etwaige Substituenten sollten so gewählt sein, daß sie die erwünschte Epoxidierungsreaktion nicht beeinträchtigen. Beispielhaft für zur Verwendung als R geeignete Arylgruppen sind unter anderem Phenyl, Methylphenyl, Dimethylphenyl, Trimethylphenyl, Nitrophenyl, Chlorphenyl, Bromphenyl, Cyanophenyl, Methoxyphenyl, Anthryl, Phenanthryl, Biphenyl u.ä. Vorzugsweise ist R jedoch Phenyl (C&sub6;H&sub5;). R' ist vorzugsweise eine C&sub1;&submin;&sub6;-Alkylgruppe wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, Isopentyl, 1-Methylbutyl, 1- Ethylpropyl, Neopentyl, tert-Pentyl, Cyclopentyl, n- Hexyl, Isohexyl, Cyclohexyl u.ä. Obwohl auch Substituenten mit Heteroatomen vorhanden sein können, enthält R' vorzugsweise nur Kohlenstoff und Wasserstoff. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R Phenyl und R' Methyl (d.h. der sekundäre Alkylarylalkohol ist ein α-Methylbenzylalkohol, der manchmal auch als sec-Phenethylalkohol bezeichnet wird). Andere beispielhafte sekundäre Alkylarylalkohole sind 2- Methylphenethylalkohol, 3-Methylphenethylalkohol, 4- Methylphenethylalkohol, 1-Phenyl-1-propanol, 1-Phenyl- 1-butanol, 4-Chlorphenethylalkohol, α-Methyl-2-naphthalinmethanol u.ä. Der sekundäre Alkylarylalkohol wird vorzugsweise so gewählt, daß er bei Expoxydierungsreaktionstemperatur flüssig ist und mit den anderen Komponenten der Reaktionsmischung entweder gemischt werden oder sich darin auflösen kann (d.h. er dient als Lösungsmittel). Wünschenswerterweise hat der sekundäre Alkylarylalkohol bei atmosphärischem Druck einen Siedepunkt von etwa 175 bis 300ºC.
Obwohl das Wasserstoffperoxid, das als Oxidationsmittel verwendet werden soll, aus jeder geeigneten Quelle stammen kann, ist es ein erheblicher praktischer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß man das Wasserstoffperoxid herstellen kann, indem man den sekundären Alkylarylalkohol mit molekularem Sauerstoff unter solchen Bedingungen in Kontakt bringt, daß sich ein aus sekundärem Alkylarylalkohol und Wasserstoffperoxid bestehender Oxidansstrom bildet. Typischerweise enthält ein solcher Oxidansstrom auch das Keton, das dem sekundären Alkylarylalkohohl entspricht, eine kleinere Menge Wasser und Spurenmengen von anderen aktiven Sauerstoffspezies wie organische Hydroperoxide. Die Reaktion von α-Methylbenzylalkohl mit molekularem Sauerstoff ergibt im allgemeinen einen Oxidansstrom, der aus Wasserstoffperoxid, Acetophenon und überschüssigem α-Methylbenzylalkohol besteht. Auf diese Weise erhaltene rohe Oxidansströme können unmittelbar im erfindungsgemäßen Epoxidierungsverfahren eingesetzt werden, um hohe Epoxidausbeuten zu ermöglichen, ohne daß zuvor teure oder arbeitsaufwendige Reinigungs- oder Trennschritte notwendig sind. Der rohe Oxidansstrom kann wechselnde Mengen an Substanzen enthalten, die unter Epoxydierungsreaktionsbedingungen Wasserstoffperoxid erzeugen können. Beispielsweise können Wasserstoffperoxidvorläufer wie
wo R und R' die vorstehende Definition haben, vorhanden sein.
Verfahren, mit denen sekundäre Alkohole wie die erfindungsgemäßen sekundären Alkylarylalkohohole mit molekularem Sauerstoff zur Umsetzung gebracht werden, um Wasserstoffperoxid zu ergeben, sind allgemein bekannt und beispielsweise in US-A-2,871,102, 2,871,103, 2,871,104, 2,819,949, 2,869,989, 2,949,343, 3,003,853, 3,012,860, 3,074,782, 4,303,632, 4,897,252, 4,975,266, 5,039,508 und 5,041,680 sowie GB-A-758 907 und 758 967 beschrieben. Die gesamte Lehre dieser Veröffentlichungen wird hiermit in diese Anmeldung einbezogen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der sekundäre Alkylarylalkohol in der flüssigen Phase unter solchen Bedingungen mit molekularem Sauerstoff in Kontakt gebracht, daß sich ein Oxidansstrom bildet, der aus mindestens etwa 30 Gew.-% sekundärem Alkylarylalkohol, dem aus der Reduktion des sekundären Alkylarylalkohols resultierenden Keton, etwa 1 bis 10 Gew.-% Wasserstoffperoxid und Wasser besteht. Das In-Kontakt-bringen erfolgt bevorzugt unter den in US-A-4,897,252, 4,975,266 und 5,039,508 beschriebenen Bedingungen.
Obwohl jede Organorheniumoxidverbindung, die als Epoxidkatalysator für die Wasserstoffperoxidoxidation eines Olefins aktiv ist, im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann, werden die in DE-3 902 357, der amerikanischen Entsprechung dieses Patents und in Herrmann, J. Organomet. Chem. 382 1 (1990) beschriebenen Verbindungen besonders bevorzugt. Diese Veröffentlichungen werden hiermit in ihrer Gesamtheit in diese Anmeldung einbezogen.
Eine Klasse geeigneter Organorheniumoxidkatalysatoren umfaßt Verbindungen der allgemeinen Formel R¹aRebOc, in der a 1 bis 6, b 1 bis 4 und c 1 bis 14 ist, Re eine Valenz von 5 bis 7 hat und R¹ Alkyl oder Aralkyl ist. Vorzugsweise ist c nicht größer als 3 b. Die R'-Gruppen können gleich oder verschieden sein und sind vorzugsweise C&sub1;&submin;&sub1;&sub0;-Alkyl (Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, Isopentyl, 1-Methylbutyl, 1-Ethylpropyl, Neopentyl, tert-Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, Isohexyl, Cyclohexyl, C&sub7;H&sub1;&sub5;- Isomere, C&sub8;H&sub1;&sub7;-Isomere, C&sub9;H&sub1;&sub9;-Isomere, C&sub1;&sub0;H&sub2;&sub1;- Isomere u.ä.) oder C&sub7;&submin;&sub9; Aralkyl (Benzyl, Phenethyl u.ä.). Auch substituierte R¹-Gruppen können verwendet werden Besonders geeignet sind halogenierte R¹-Gruppen. Um die sterische Hinderung der erwünschten Epoxydierungsreaktion minimal zu halten, enthalten Katalysatoren dieses Typs vorzugsweise nicht mehr als drei Gruppen mit mehr als 6 Kohlenstoffatomen pro Rheniumatom. Mindestens ein Wasserstoffatom ist vorzugsweise an den α-Kohlenstoff jeder R¹-Gruppe gebunden. Beispielhafte Organorheniumoxidkatalysatoren dieses Typs sind unter anderem Methylrheniumtrioxid, Tetramethyltetraoxodirhenium (VI), Ethylrheniumtrioxid, n-Propylrheniumtrioxid, Cyclohexylrheniumtrioxid, n-Butylrheniumtrioxid, Benzylrheniumtrioxid, Tetraethyltetraoxodirhenium (VI) u.ä. Verfahren zur Herstellung solcher Verbindungen sind bekannt und z.B. in DE-3 902 357 (Herrmann, J. Organomet. Chem. 382, 1 (1990), Herrmann, Angew. Chem. 100, 420 (1988) und DB 3 841 733 beschrieben. Diese Veröffentlichungen werden hiermit in ihrer Gesamtheit in diese Anmeldung einbezogen. Diese Katalysatorklasse beeinhaltet auch die polymeren Organorheniumoxide des in Herrmann et al., Angew. Chem. Int. Ed. Eng. 30, 1638 (1991) (hiermit in diese Anmeldung einbezogen) gelehrten Typs, der die ungefähre empirische Formel [R¹ReO&sub3;]x hat.
Ebenfalls geeignet zur Verwendung als Katalysatoren im erfindungsgemäßen Verfahren sind ligandenhaltige Organorheniumoxidverbindungen der allgemeinen Formel (R²Re)dO R³f Lg,
in der d 1 oder 2, e eine ganze Zahl von 1 bis 3 d, f 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 2 d und g eine ganze Zahl von 1 bis 3 d ist, Re eine Valenz von 5 bis 7 hat, R&sub2; Akyl oder Aralkyl ist, R³ Alkyl Aralkyl oder Aryl ist und L ein Ligand mit 1 bis 3 aus O und N ausgewählten und an Re koordinierten Heteroatomen ist. Die R² Gruppen können gleich oder verschieden sein und sind vorzugsweise substitiertes oder unsubstituiertes C&sub1;&submin;&sub1;&sub0;- Alkyl oder C&sub7;&submin;&sub9;-Aralkyl. Alle vorstehend als geeignet zur Verwendung als R¹ gelehrten organischen Gruppen können auch als R² verwendet werden. Ein besondes wichtiges Beispiel ist Methyl. R³ ist vorzugsweise eine C&sub1;&submin;&sub1;&sub0;-Alkyl-, C&sub7;&submin;&sub9;-Aralkyl- oder C&sub6;&submin;&sub1;&sub0;-Arylgruppe. R² und R³ können gleich oder verschieden sein. Bevorzugte C&sub6;&submin;&sub1;&sub0;- Arylgruppen sind unter anderem Phenyl, Tolyl, Xylyl, Mesityl, Halophenyl, Nitrophenyl, Cyanophenyl und Alkoxyphenyl. Katalysatoren dieses Typs unterscheiden sich insofern von den vorstehend beschriebenen, als sie mindestens einen ein Heteroatom enthaltenden Liganden aufweisen. Geeignete Liganden sind unter anderem Ammoniak, primäre Amine (H&sub2;NR), sekundäre Amine (HNR&sub2;) oder tertiäre Amine (NR&sub3;), in denen R eine verzweigte oder unverzweigte Alkyl-, Aralkyl- oder Arylgruppe ist, aromatische Azacyclen wie Pyridin und seine ringsubstituierten oder anellierten Derivate wie 8-Hydroxychinolin, O,O'-, N,O- oder N,N'-Chelatliganden wie 2,2'-Bipyridin, 2-Aminopyridin, 2-(Aminomethyl)pyridin, substituierte Piperazine, Amino-substituiertes Piperidin oder Pyrrolidine, Alkoxy-substituierte Pyridine wie Methoxypyridin, 1,3-Diketone wie Acetylaceton, 1,2-Diketone wie Diacetyl oder 2,3-Pentandiol, β-Aminoalkohole wie 2-Aminoethanol, 2-Aminophenol, 2-Amino-1-butanol, oder Ephedrin-ß-aminoaldehyde, β-Aminoketone, 1,2-Diimide, β-Aminoether wie 2-(Aminomethyl)tetrahydrofuran, aromatische N-Oxide wie 2,2'-Bipyridin-N,N-dioxid oder Pyridin-N-oxid, 1,2-Diamine wie Ethylendiamin oder Hydroxycarbonsäuren wie Weinsäure und ihre Ester. Andere beispielhafte Liganden sind Chinuclidin, Anilin, Triethylamin, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan, Methoxyaniim, 2-(Aminomethyl)pyridin, 2-(Aminoethyl)pyridin, (N,N-Dimethylamino)acetonitril, (N,N-Dimethylamino)aceton u.a. Tertiäre Amine, tertiäre Aminoxide, aromatische Azacyclen (z.B. Pyridin) und aromatische Azacyclooxide (z.B. Pyridin-N-oxid) sind die im allgemeinen zur Verwendung bevorzugten Ligandenklassen. Die Liganden können mono-, bi-, tri- oder vielzähnig sein (d.h. eines oder mehrere koordinierende Heteroatome enthalten) und andere Metalle als Rhenium enthalten oder koordiniert an diese gebunden sein. Ligandenhaltige Organorheniumoxidverbindungen dieses Typs sind in der Technik allgemein bekannt und z.B. im vorstehend aufgeführten deutschen Patent und den Veröffentlichungen von Herrmann beschrieben. Jetzt haben wir unerwartet herausgefunden, daß die Verwendung solcher Katalysatoren insofern vorteilhaft ist, als diese Klasse von Organorheniumoxidkatalysatoren die geringsten Mengen an unerwünschten 1,2-Diolhydrolysenebenprodukten erzeugt.
In einer Ausführungsform ist R² Methyl, d 1, e 3 und f
Ebenfalls geeignet zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren sind polymergebundene Organorheniumoxidkatalysatoren der allgemeinen Struktur
(Polymer)h (R&sup4;iRejOk)&sub1;,
worin das Polymer Ligandenstellen mit 1 bis 3 aus 0 und N ausgewählten und an Re koordinierten Heteroatomen aufweist. Das Verhältnis
1 / das Molverhältnis von Re / Ligandenstellen darstellt und 0,01 bis 10 beträgt, i eine ganze Zahl von 1 bis 6, j eine ganze Zahl von 1 bis 4 und k eine ganze Zahl von 1 bis 14 ist, Re eine Valenz von 5 bis 7 hat und R&sup4; Alkyl oder Aralkyl ist. Am meisten bevorzugt umfassen die Ligandenstellen Amin- oder Amidstickstoff. R&sup4; kann jeder der vorstehend als für die Verwendung als R¹ geeigneten beschriebenen organischen Reste sein. Geeignete heteroatomhaltige Polymere sind unter anderem Poly-4-vinylpyridin, Poly-2-vinylpyridin, Poly-2-vinylpyridincostyrol, Poly(acrylsäureamid), Polyvinylpyrrolidon, Polyimid, Polyamide wie Nylon 6 sowie die verschiedenen Ionenaustauschharze mit Amingruppen. DE-A- 3 902 357 beschreibt Verfahren zur Herstellung geeigneter polymergebundener Organorheniumoxidkatalysatoren. Ein Vorteil der Verwendung dieses Typs von Organorheniumoxidkatalysatoren liegt darin, daß der Katalysator durch Futration auf einfache Weise aus der Epoxydierungsreaktionsmischung zurückgewonnen und für spätere Epoxydierungen wiederverwendet werden kann. Ein weiterer Vorteil ist es, daß solche Katalysatoren im allgemeinen eine hohe Selektivität für Epoxid ergeben.
Welche Katalysatormenge verwendet wird, ist nicht kritisch. Sie sollte jedoch ausreichen, um die erwünschte Epoxydierungsreaktion in einigermaßen kurzer Zeit zum Abschluß zu bringen. Die optimale Katalysatormenge hängt von zahlreichen Faktoren ab, darunter der Reaktionstemperatur, der Olefinreaktivität und -konzentration, der Wasserstoffperoxidkonzentration, Typ und Konzentration des sekundären Alkylarylalkohols und der Katalysatoraktivität. Typischerweise liegt das Molverhältnis von Re im Organorheniumoxidkatalysator zu Wasserstoffperoxid (Re : H&sub2;O&sub2;) zwischen 0,01 : 100 bis 1 100. Die Gewichtskonzentration des Katalysators in der Epoxydierungsreaktionsmischung beträgt im allgemeinen etwa 0,01 bis 1,0 %.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren epoxydierte Olefinsubstrat kann jede organische Verbindung mit mindestens einer ethylenisch ungesättigten funktionellen Gruppe (d.h. einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung) sein. Dabei kann es sich um ein aromatisches, aliphatisches, gemischt aromatisch-aliphatisches (z.B. Aralkyl) cyclisches, verzweigtes oder geradkettiges Olefin handeln. Vorzugsweise enthält das Olefin 2 bis 30 Kohlenstoffatome (d.h. es ist ein C&sub2;&submin;&sub3;&sub0;-Olefin). Im Olefin kann auch mehr als eine Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung vorhanden sein; deshalb können Diene, Triene und andere mehrfach ungesättigte Substrate verwendet werden. Andere Beispiele für geeignete Substrate sind unter anderem ungesättigte Fettsäuren oder Fettsäurederivate wie Ester oder Glyceride und oligomere oder polymere ungesättigte Verbindungen wie Polybutadien.
Das Olefin kann auch andere Substituenten außer Kohlenwasserstoffen enthalten, z.B. Halogenid, Carbonsäure, Ether, Hydroxy, Thiol, Nitro, Cyano, Keton, Ester, Anhydrid, Amino u.ä.
Beispielhafte Olefine, die sich zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren eignen, sind Ethylen, Propylen, die Butene, Butadien, die Penten, Isopren, 1-Hexen, 3-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, Diisobutylen, 1-Nonen, 1-Tetradecen, Pentamyrcen, Camphen, 1-Undecen, 1-Dodecen, 1-Tridecen, 1-Tetradecen, 1-Pentadecen, 1-Hexadecen, 1-Heptadecen, 1-Octadecen, 1-Nonadecen, 1-Eicosen, die Trimere und Tetramere von Propylen, Polybutadien, Polyisopren, Cyclopenten, Cyclohexen, Cyclohepten, Cycloocten, Cyclooctadien, Cyclododecen, Cyclododecatrien, Dicyclopentadien, Methylencyclopropan, Methylencyclopentan, Methylencyclohexan, Vinylcyclohexan, Vinylcyclohexen, Methallylketon, Allylchlorid, Allylbromid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Vinylessigsäure, Crotylchlorid, Methallylchlorid, die Dichlorbutene, Allylalkohol, Allylcarbonat, Allylacetat, Alkylacrylate und -methacrylate, Diallylmaleat, Diallylphthalat, ungesättigte Triglyceride wie Sojaöl und ungesättigte Fettsäuren wie Ölsäure, Linolensäure, Linolsäure, Erucasäure, Palmitolsäure und Ricinolsäure und ihre Ester (einschließlich Mono-, Di-, und Triglyceridester), und aromatische Alkenylverbindungen wie Styrol, α-Methylstyrol, β-Methylstyrol, Divinylbenzol, 1,2-Dihydronaphthalin, Inden, Stilben, Zimtalkohol, 2- Methyl-1-phenyl-1-propen, 2-Methyl-3-phenyl-2-propen-1- ol, Zimtacetat, Zimtbromid, Zimtchlorid, 4-Stilbenmethanol, ar-Methylstyrol, ar-Ethylstyrol, ar-tert- Butylstyrol, ar-Chlorstyrol, 1,1-Diphenylethylen, Vinylbenzylchlorid, Vinylnaphthalin, Vinylbenzoesäure, ar-Acetoxystyrol, ar-Hydroxystyrol (d.h. Vinylphenol), 2- oder 3-Methylinden, 2,4,6-Trimethylstyrol, 1-Phenyl- 1-cyclohexen, 1,3-Diisopropenylbenzol, Vinylanthracen, Vinylanisol u.a.
In einer Ausführungsform wird das Olefin aus Ethylen, Propylen, Isobutylen, 2-Buten, 1-Buten, Allylalkohol, Cyclohexen, Allylchlorid, Styrol, 1-Octen, Butadien, 1- Penten, 2-Penten, 2,3-Dimethyl-2-buten, 2-Methyl-2- buten, Cycloocten, Stilben, Phenylallylether, α-Methylstyrol, Methallylalkohol, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Hexadecen, 1-Hexen, Methylallylether und Norbornen ausgewählt.
Mischungen von Olefinen können epoxydiert und die resultierende Olefinmischung entweder in gemischter Form verwendet oder in die verschiedenen Komponentenepoxide getrennt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die Epoxydierung von C&sub2;&submin;&sub3;&sub0;-Olefinen der allgemeinen Struktur
in der R&sup5;, R&sup6;, R&sup7; und R&sup8; gleich oder verschieden und aus der aus Wasserstoff, C&sub1;&submin;&sub6;-Alkyl (linear, verzweigt oder cyclisch), C&sub6;&submin;&sub1;&sub5;-Aryl und C&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Aralkyl bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
Die in bezug auf das Olefin verwendete Wasserstoffperoxidmenge ist nicht kritisch, doch am besten geeignet ist ein Molverhältnis von Wasserstoffperoxid zu Olefin von 100 : 1 bis 1 : 100, wenn das Olefin eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält. Das Molverhältnis von ethylenisch ungesättigten Gruppen im Olefinsubstrat zu Wasserstoffperoxid liegt bevorzugt im Bereich von 1 10 bis 10 : 1. Theoretisch ist ein Äquivalent Wasserstoffperoxid erforderlich, um ein Äquivalent eines einfach ungesättigten Olefinsubstrats zu oxidieren, doch es kann wünschenswert sein, einen Überschuß eines Reaktanten zu verwenden, um die Selektivität für das Epoxid zu optimieren. Ein Schlüsselvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß kein großer Molüberschuß an Wasserstoffperoxid bezogen auf das Olefin erforderlich ist. Auch mit einem kleinen Überschuß Olefin (d.h. 5 bis 25 %) bezogen auf Wasserstoffperoxid kann man eine hohe Epoxidausbeute erzielen. Das Wasserstoffperoxid wird also auf sehr wirksame Weise verwendet;
wenig davon wird durch die nicht selektive Zersetzung zu Wasser (d.h. ohne Oxidation eines Olefinmoleküls) verschwendet. Da das Wasserstoffperoxid relativ kostspielig in der Erzeugung ist, bedeutet dies, daß das gesamte erfindungsgemäße integrierte Verfahren im industriellen Maßstab wirtschaftlich in die Praxis umgesetzt werden kann.
Die Reaktionstemperatur ist nicht kritisch, sollte jedoch ausreichen, um das Olefin innerhalb eines angemessen kurzen Zeitraums im wesentlichen zu Epoxid umzuwandeln. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, die Reaktion auszuführen, um eine möglichst hohe Wasserstoffperoxidumwandlung zu erreichen, die je nach den angemessenen Selektivitäten vorzugsweise mindestens 50 % und wünschenswerterweise mindestens 90 % ausmachen sollte. Die optimale Reaktionstemperatur wird unter anderem durch die Katalysatorwirkung, die Olefinreaktivität, Reaktantenkonzentration und dem Typ des verwendeten sekundären Alkylarylalkohols beeinflußt, liegt jedoch typischerweise in einem Bereich von etwa -30ºC bis 100ºC. Wenn man Methylrheniumoxid oder ein Methylrheniumoxid, das einen Aminliganden enthält, als Katalysator verwendet, liegt die Temperatur bevorzugt im Bereich von etwa 20 bis 60ºC. Da die Epoxydierungsreaktion exotherm ist, kann es von Vorteil sein, eine Vorrichtung zu verwenden, mit der Wärme aus der Reaktionsmischung abgezogen werden kann. Typischerweise sind je nach den vorstehend aufgeführten Variablen Reaktionszeiten von etwa 10 Minuten bis 48 Stunden angemessen. Obwohl man auch subatmosphärische Drücke verwenden kann, wird die Reaktion typischerweise bei atmosphärischem oder erhöhtem Druck durchgeführt [typischerweise nicht mehr als etwa 13,8 mPa (2.000 psig)]. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, die Reaktionskomponenten in einer flüssigen Phasenmischung zu halten.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich, kontinuierlich oder halbkontinuierlich unter Verwendung eines geeigneten Reaktiongefäßes oder Apparates durchgeführt werden. Bekannte Verfahren zur Durchführung durch Metall katalysierter Epoxydierungen von Olefin unter Verwendung von Wasserstoffperoxid sind im allgemeinen auch für die Erfindung geeignet. Somit können die Reaktanten entweder alle gleichzeitig oder nacheinander kombiniert werden. Beispielsweise kann das Wasserstoffperoxid der Reaktionszone nach und nach zugesetzt werden. Wenn die Epoxydierung bis zum erwünschten Umwandlungsgrad durchgeführt ist, kann das Epoxidprodukt abgetrennt und mittels jeder geeigneten Technik, wie z.B. fraktioneller Destillation, Extraktionsdestillation, flüssig-flüssig-Extraktion, Kristallisation o.a. aus der Reaktionsmischung gewonnen werden. Nach der Abtrennung aus der Epoxydierungsreaktionsmischung kann der zurückgewonnenen Organorheniumoxidkatalysator (der entweder homogen oder heterogen sein kann) auf wirtschaftliche Weise in späteren Epoxydierungen wiederverwendet werden. Ähnlich kann nicht umgesetztes Olefin oder Wasserstoffperoxid abgetrennt und zurückgeführt werden. Die rohe Epoxydierungsmischung enthält auch den sekundären Alkylarylalkohol und im allgemeinen das im ersten Schritt, wo der Alkohol zur Herstellung von Wasserstoffperoxid mit molekularem Sauerstoff zur Umsetzung gebracht wird, hergestellte entsprechende Alkylarylketon. Nach Abtrennung des Epoxids vom sekundären Alkylarylalkohol und dem Alkylarylketon kann das Keton durch Hydrierung wieder zu sekundärem Alkylarylalkohol umgewandelt werden. Beispielsweise kann das Keton in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators aus einem Übergangsmetall mit Wasserstoff zur Umsetzung gebracht werden. Hydrierungsreaktionen dieses Typs sind Fachleuten allgemein bekannt. Der sekundäre Alkylarylalkohol kann auch mit bekannten Verfahren dehydratisiert werden, um wertvolle aromatische Alkenylprodukte wie Styrol zu ergeben.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen integrierten Epoxydierungsverfahrens, wo ein verhältnismäßig leichtes Olefin wie Propylen epoxydiert wird, um ein flüchtiges Epoxid zu ergeben. Ein Strom aus sekundärem Alkylarylalkohol wird über die Leitung 21 in die Alkoholoxidationszone 1 geführt, wo der sekundäre Alkylarylalkohol mit molekularem Sauerstoff umgesetzt wird. Dadurch entsteht ein Oxidansstrom, der aus Wasserstoffperoxid, Alkylarylketon und überschüssigem sekundärem Alkylarylalkohol besteht. Der molekulare Sauerstoff wird durch über die Leitung 2 eingeleitete Luft zur Verfügung gestellt.
Temperatur und Druckbedingungen sowie die Zugabegeschwindigkeiten und die Konzentration der Reaktanten in der Zone 1 werden bevorzugt auf solchen Werten gehalten, daß die Sauerstoffabsorptionsgeschwindigkeit in der flüssigen Phase auf 90 % oder mehr der maximalen Sauerstoffabsorptionsgeschwindigkeit bleibt. Der Wassergehalt der Reaktionsmischung wird unter 4 Gew.-%, bevorzugt unter 2 Gew.-% und am meisten bevorzugt unter 1 Gew.-% gehalten, indem man das während der Oxidation entstandene Wasser mit nicht umgesetztem Sauerstoff und/oder inerten Gasen über die Leitung 3A aus der Reaktionsmischung abtreibt. Vorzugsweise wird der Sauerstoffpartialdruck in diesen Gasen auf einen Wert von höchstens dem 3,0-, vorzugsweise höchstens dem 2,0- fachen des Minimalwertes bei der maximalen Sauerstoffabsorptionsgeschwindigkeit eingestellt.
In einer besonders bevorzugten Durchführungsform besteht die Reaktionszone 1 aus einer Vielzahl getrennter Reaktionenszonen. Die flüssige Reaktionsmischung wird in Serie von einer Zone zur nächsten geleitet, während man das sauerstoffhaltige Gas parallel in jede der Reaktionszonen einleitet. Jede Zone wird gründlich rückgemischt. Die Wasserstoffperoxidkonzentration ist in der ersten Zone am geringsten und nimmt von Zone zu Zone zu, bis sie in der letzten Zone den Maximalwert erreicht.
Der Wasserstoffperoxid enthaltende Oxidansstrom fließt über die Leitung 3 aus der Zone 1 und kann direkt als Oxidansquelle für die Olefinepoxydierungsreaktion verwendet werden, die in der Olefinepoxydierungszone 4 stattfindet. Alternativ kann der Oxidansstrom vor der Einleitung in die Zone 4 weiter verarbeitet oder gereinigt werden.
Das Olefin, das epoxydiert werden soll, wird über die Leitung 6 in die Zone 4 eingespeist, während der Organorheniumoxidkatalysator über die Leitung 5 zugeführt wird. Die dabei entstehende Reaktionsmischung wird in Zone 4 auf den gewünschten Temperatur- und Druckwerten gehalten, bis mindestens ein Teil und vorzugsweise etwa 50 % des Olefins zu Epoxid umgewandelt sind, wodurch ein Teil des Wasserstoffperoxids verbraucht wird (vorzugsweise wird praktisch das gesamte Wasserstoffperoxid verbraucht). Das so erhaltene rohe Epoxydierungsprodukt fließt durch die Leitung 7 zur Epoxidreinigungszone 8, wo es durch fraktionelle Destillation oder auf andere Weise in einen rückgeführten Olefinstrom (der zur Olefinbeschickungsleitung 6 oder über die Leitung 9 zur Olefinepoxydierungszone zurückgeleitet wird), einen Strom aus leichten Substanzen, der Wasser und/oder organische Stoffe mit einem niedrigeren Siedepunkt als das Epoxid enthält (über Leitung 10 abgezogen), einen das erwünschte Epoxidprodukt enthaltenden Epoxidstrom (über Leitung 11 abgezogen) und einen Keton/Alkoholstrom, der den sekundären Alkylarylalkohol und Alkylarylketon enthält (über Leitung 13 abgezogen) getrennt.
Wenn nicht umgesetztes Wasserstoffperoxid vorhanden ist, kann es entweder in Form einer wäßrigen oder organischen Lösung entfernt oder durch ein geeignetes Verfahren zersetzt werden. Auf Wunsch kann ein Strom aus schweren Substanzen, der organische Verbindungen mit einem höheren Siedepunkt als der Alkohol und das Keton sowie den Organorheniumoxidkatalysator enthält, abgetrennt und über Leitung 12 abgezogen werden. Der Organorheniumoxidkatalysator kann aus diesem Strom zurückgewonnen und über die Leitung 5 wieder zur Olefinepoxydierungszone geleitet werden.
Bei Bedarf kann der Keton/Alkoholstrom in der Keton/Alkoholreinigungszone 14 auf geeignete Weise wie z.B. Destillation, gegenstromige Extraktion o.a. zusätzlich gereinigt werden. Bestimmte Verbindungen wie Phenole können im Keton/Alkoholstrom vorhanden sein, die dazu neigen, die Oxidation des sekundären Alkylarylalkohols zu Wasserstoffperoxid und Alkylarylketon durch molekularen Sauerstoff zu hemmen. Deshalb ist es vorteilhaft, diesen Strom in der Zone 14 zu behandeln, um solche Verbindungen zu entfernen oder sie in nicht hemmende Verbindungen umzuwandeln. Vorzugsweise enthält die Zone 14 sowohl eine Destillations- als auch eine Ätz- und/oder Ionenaustauschbehandlungsvorrichtung. Weitere schwere Substanzen können durch die Leitung 15 abgezogen werden und füllen bei Bedarf den durch die Leitung 16 eingeführten sekundären Alkylarylalkohol auf. Der gereinigte Keton/Alkoholstrom wird über die Leitung 17 zur Hydrierungszone 18 geführt, wo er in Gegenwart eines geeigneten (über die Leitung 20 eingespeisten) Hydrierungskatalysators wie geträgertem Platin oder Palladium mit (durch die Leitung 19 eingespeistem) Wasserstoff zur Umsetzung gebracht wird, um mindestens einen Teil und vorzugsweise sämtliches in der Alkoholoxidationszone 1 erzeugtes Alkylarylketon wieder zu sekundärem Alkylarylalkohol zu verwandeln. Der in Zone 18 erzeugte hydrierte Strom wird über die Leitung 21 zur Alkoholoxidationszone 1 geführt. Dieses integrierte Verfahren wird vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt, so daß das einwünschte Epoxid das einzige in großen Mengen vorhandene organische Produkt ist und das Alkylarylketon zurückgeführt wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung können Fachleute die wesentlichen Eigenschaften dieser Erfindung ohne weiteres entnehmen und daran verschiedene Änderungen und Abwandlungen vornehmen, um sie an diverse Anwendungsformen, Bedingungen und Ausführungsbeispiele anzupassen. Alle diese Abwandlungen liegen jedoch im Rahmen der Erfindung.
Folgende Beispiele veranschaulichen die Erfindung naher, schränken sie jedoch nicht ein.

Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt, daß Propylen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in hoher Ausbeute epoxidiert werden kann. Ein Oxidansstrom wurde hergestellt, indem man eine Mischung aus α-Methylbenzylalkohol (70 ml), Acetophenon (30 ml) und 50%igem wäßrigem Wasserstoffperoxid (0,15 Mol H&sub2;O&sub2;) 30 Minuten mit Magnesiumsulfat (30 g) rührte. Nach dem Filtrieren enthielt der Oxidansstrom etwa 5 % Wasserstoffperoxid und 1 % Wasser. Methylrheniumtrioxidkatalysator (0,20 g, 0,53 Mol %, 0,80 mmol) und Pyridin (0,075 ml, 0,93 mmol) wurden dann zugesetzt, um eine gelbe Lösung zu ergeben.
Die Lösung wurde in einen mit Glas ausgekleideten 300 cc Autoklaven umgefüllt, der mit einer Rührschaufel aus Teflon, einem Thermotauchrohr und einer Propylenzuführleitung ausgerüstet war. Der Reaktor wurde bei einem Anfangsdruck von 0,724 mPa (105 psig) mit Propylen (16 ml, 0,20 Mol) beschickt. über eine Reaktionszeit von zwei Stunden stieg die Temperatur der gerührten Mischung (ohne externe Kühlung oder Erwärmung) von 19 auf 30ºC, und der Druck fiel um 345 bis 414 kPa (50 bis 60 psig). Der Reaktor wurden mit einem externen Eisbad gekühlt und dann in einen Gassack entlüftet Der Inhalt des Gassacks und die aus dem Reaktor abgezogene flüssige Phase wurden anschließend durch Gaschromatographie analysiert. Es war eine Umwandlung des Wasserstoffperoxids von 82 % mit 80 % Selektivität für Propylenoxid (bezogen auf H&sub2;O&sub2;) zu beobachten. Es wurden keinevon Propylen abgeleiteten Nebenprodukte nachgewiesen.

Beispiel 2 bis 7

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die Reaktionsbedingungen wie folgt verändert wurden. In Beispiel 2 setzte man der Epoxydierungsreaktion Molekularsiebe zu. In Beispiel 3 betrug die Reaktionszeit 4 anstelle von 2 Stunden. In Beispiel 4 verwendete man 0,3 Mol-% Katalysator und in Beispiel 5 0,9 Mol-% Katalysator. In Beispiel 6 wurde der Oxidansstrom durch die Oxidation von α-Methylbenzylalkohol mit molekularem Sauerstoff erzeugt und enthielt ca. 70 % α-Methylbenzylalkohol, 25 % Acetophenon, 5 % Wasserstoffperoxid und 1 % Wasser. In Beispiel 7 wurde kein Pyridin zugesetzt. Die in diesen Beispielen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Tabelle 1
* Propylenglykol

Beispiele 8 bis 14

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei man diesmal eine externe Heizschlange an den Autoklavenreaktor anlegte, um die Auswirkung der Temperatur auf die Umwandlung und die Selektivität zu studieren. Der Autoklav wurde nach wie vor bei Umgebungstemperatur beschickt, aber die externe Heizschlange wurde auf 32ºC erhitzt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt. Die Spalte mit dem Titel "Temperatur" gibt die für jede Reaktionsmischung beobachteten Anfangs- und Maximalwerte an. Tabelle 2
a Propylenglykol
b 17 % Styrol, 18 % Styroloxid
Diese Ergebnisse zeigen, daß man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgehend hohe Selektivitäten für Epoxid erhalten kann. Wenn die Reaktionstemperatur jedoch etwa 60ºC übersteigt, beginnt eine nicht selektive Zersetzung des Wasserstoffperoxids (in Sauerstoff und Wasser) mit der Epoxydierung in Wettbewerb zu treten. Eine hohe Selektivität für Epoxid bei relativ hohen Reaktionstemperaturen kann dadurch erreicht werden, daß man entweder die anfängliche Wärmeentwicklung sorgfältiger steuert, das Olefin der Reaktionsmischung langsam zusetzt oder andere Organorheniumoxidkatalysatoren verwendet.

Beispiele 15 bis 19

Diese Beispiele zeigen die Verwendung koordinierender Liganden anstelle von Pyridin. Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß man eine auf 32ºC gehaltene externe Heizschlange verwendete und das Olefin der Mischung aus dem Oxidansstrom und dem Katalysator langsam durch ein Meßventil zusetzte. In den Beispielen 16 und 18 wurde ein roher Oxidansstrom verwendet, den man durch die Oxidation von α- Methylbenzylalkohol mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie in Beispiel 6 durch molekularen Sauerstoff erhalten hatte. Die in diesen Durchläufen beobachteten Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Tabelle 3

Beispiele 20 bis 26

Diese Beispiele zeigen, daß die Verwendung eines sekundären Alkylarylalkohols im erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich mit anderen Alkohollösungsmitteln höhere Ausbeuten an Epoxidprodukt ermöglicht. Das Verfahren von Beispiel 9 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß man die in Tabelle 4 aufgeführten Lösungsmittel für die Mischung aus α-Methylbenzylalkohol und Acetophenon substituierte. Tabelle 4
* Vergleichsbeispiel
a) 1,0 Mol-% Katalysator
Man erhielt bei Verwendung eines sekundären Alkylarylalkohols als Lösungsmittel (Beispiel 20) eine Ausbeute von 75 % Propylenoxid bezogen auf Wasserstoffperoxid. Sowohl die Wasserstoffperoxidumwandlung als auch die Epoxidselektivität nahmen erheblich ab, wenn man Mischungen aus sekundärem Dialkylalkohol und Keton verwendete (Beispiele 21 - 23). Während Acetophenon und tert-Butylalkohol (Beispiele 24 bis 26) Epoxidselektivitäten ergaben, die den für α-Methylbenzylalkohol beobachteten Werten vergleichbar waren, war die Umwandlungsgeschwindigkeit erheblich geringer, was sich in der verringerten Wasserstoffperoxidumwandlung zeigt. Die Gesamtausbeute an Epoxid für eine bestimmte Reaktionszeit war daher mit diesen Lösungsmitteln geringer als bei dem Lösungsmittel aus dem sekundären Alkylarylalkohol von Beispiel 20.

Claims

1. Verfahren zur Epoxydierung eines Olefins, bei dem das Olefin in Gegenwart eines Organorheniumoxidkatalysators mit einer Wasserstoffperoxid enthaltenden Oxidansmischung in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidansmischung außerdem sekundären Alkylarylalkohol enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Oxidansmischung dadurch hergestellt wird, daß man den sekundären Alkylarylalkohol mit molekularem Sauerstoff in Kontakt bringt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Oxidansmischung außerdem ein Alkylarylketon enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Oxidansmischung zusätzlich Wasser enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das In-Kontakt-bringen bei einer Temperatur im Bereich von etwa -30ºC bis 100ºC erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Konzentration von Wasserstoffperoxid in der Oxidansmischung etwa 1 bis 10 Gew.-% beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Konzentration des sekundären Alkylarylalkohols in der Oxidansmischung mindestens etwa 30 Gew.-% beträgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Molverhältnis von Wasserstoffperoxid zu Olefin etwa 1 : 10 bis 10 : 1 beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Molverhältnis von Re im Organorheniumoxidkatalysator zum Wasserstoffperoxid 0,01 : 100 bis 1 : 100 beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit folgenden Schritten:

(a) In-Kontakt-bringen eines sekundären Alkylarylalkohols mit molekularem Sauerstoff unter Bedingungen, die die Bildung einer Oxidansmischung bewirken, welche aus dem sekundären Alkylarylalkohol, einem Alkylarylketon und Wasserstoffperoxid besteht, und

(b) In-Kontakt-bringen der Oxidansmischung mit einem Olefin und einem Organorheniumoxidkatalysator unter Bedingungen, die die Epoxydierung des Olefins zur Bildung eines Epoxids bewirken.

11. Verfahren nach Anspruch 10 mit dem zusätzlichen Schritt der Trennung des Epoxids vom sekundären Alkylarylalkohol und dem Alkylarylketon.

12. Verfahren nach Anspruch 11 mit dem zusätzlichen Schritt, daß das Alkylarylketon in Gegenwart eines Übergangsmetallhydrierungskatalysators unter Bedingungen mit Wasserstoff zur Umsetzung gebracht wird, die die Umwandlung des Alkylarylketons zum sekundären Alkylarylalkohol bewirken.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche id bis 12, bei dem der Schritt (a) in der flüssigen Phase durchgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem der sekundäre Alkylarylalkohol ein α-Methylbenzylalkohol ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das Olefin ein C&sub2;-C&sub3;&sub0;-Olefin ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das C&sub2;-C&sub3;&sub0;- Olefin die allgemeine Struktur

aufweist, in der R&sup5;, R&sup6;, R&sup7; und R&sup5; gleich oder verschieden sind und aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub6;-Alkyl, C&sub6;-C&sub1;&sub5;-Aryl und C&sub7;-C&sub2;&sub0; Aralkyl ausgewählt sind.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das C&sub2;-C&sub3;&sub0;- Olefin aus Ethylen, Propylen, Isobutylen, But-2- en, But-1-en, Allylalkohol, Cyclohexen, Allylchlorid, Styrol, Oct-1-en, Butadien, Pent-1-en, Pent-2-en, 2,3-Dimethylbut-2-en, 2-Methylbut-2-en, Cycloocten, Stilben, Phenylallylether, α-Methylstyrol, Methallylalkohol, Dec-1-en, Dodec-1-en, Hexadec-1-en, Hex-1-en, Methylallylether und Norbonen ausgewählt ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem der Organorheniumoxidkatalysator aus

(a) Verbindungen der allgemeinen Formel

R¹aRebOc,

in der a 1 bis 6, b 1 bis 4, c 1 bis 14 ist, Re eine Valenz von 5 - 7 hat und R¹ Alkyl oder Aralkyl ist;

(b) Verbindungen der allgemeinen Formel (R²Re)d0eR³f Lg,

in der d 1 oder 2, e eine ganze Zahl von 1 bis 3 d, f 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 2 d ist, g eine ganze Zahl von 1 bis 3 d ist Re eine Valenz von 5 bis 7 hat, R² Alkyl oder Aralkyl, R³ Alkyl, Aralkyl oder Aryl und L ein Ligand mit 1 bis 3 aus 0 und N ausgewählten und an Re koordinierten Heteroatomen ist;

(c) Substanzen der allgemeinen Formel

(Polymer)h . (R&sup4;iRej0k)l,

in denen das Polymer Ligandenstellen mit 1 bis 3 aus 0 und N ausgewählten und an Re koordinierten Heteroatomen aufweist, das

und 0,01 bis 10 beträgt, i eine ganze Zahl von 1 bis 6, j eine ganze Zahl von 1 bis 4, k eine ganze Zahl von 1 bis 14 ist, Re eine Valenz von 5 bis 7 hat und R&sup4; Alkyl oder Aralkyl ist, sowie

(d) deren Mischungen

ausgewählt ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Katalysator eine Verbindung (b) enthält und eine an Re befestigte Methylgruppe aufweist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem R² Methyl, d 1, e 3 und f 0 ist.

21. Verfahren nach Anspruch 18, 19 oder 20, bei dem der Ligand aus tertiären Ammen, tertiären Aminoxiden, aromatischen Azacyclen und aromatischen Azacyclusoxiden ausgewählt ist.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Ligand aus Pyridin und Pyridin-N-oxid ausgewählt ist.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem die Temperatur der Reaktion des Olefins mit der Oxidansmischung etwa 20 bis 60ºC beträgt.