ЖИДКОФАЗНОЕ ОКИСЛЕНИЕ БЕНЗОЛА ПЕРОКСИДОМ ВОДОРОДА
Попытки получения фенола прямым окислением бензола к успеху не привели, так как при этом образуются в основном продукты глубокого окисления и селективность по фенолу очень низкая.
Относительно более успешным оказался синтез фенола окислением бензола в присутствии кислорода и СО, катализируемый солями Pd и Rh в количестве 0.5 % (мае.) с добавкой УОС12, взятыми в соотношении Рс1: КЬ : УОС12 = 1:1: 30. Наиболее эффективные носители для катализаторов - 8Ю2 и №)203[180].
Возможно прямое окисление бензола и его аналогов (трет - бутилбензола, дифенила, хлорбензола) молекулярным кислородом, катализированное комплексами оксованадия(1У) с 1,3- дикетонатными лигандами, в присутствии кротонового альдегида при комнатной температуре и атмосферном давлении [181]. Так, выход фенола при получении окислением бензола в присутствии бутилацетата оксованадия в этих условиях составил 21 %.
Для окисления бензола в фенол может использоваться пероксид водорода в присутствии катализатора РеС13, нанесенного на кислый носитель, лучше всего на силикагель с размером пор
3.5 нм [182]. В оптимальных условиях на ГеС13/8Ю2 при 50 °С, продолжительности окисления 2 ч, мольном соотношении субстрат/окислитель = 1.4 и бензол/катализатор = 100 при проведении реакции в среде вода - ацетонитрил выход продуктов окисления, % по Н202: фенол - 16, гидрохинон - 15, бензохинон - 2 [183]. Более высокий выход фенола достигается при использовании в качестве катализатора титансодержащего цеолита типа Т8-2, изоморфного силикалиту-2, но при очень высоком соотношении субстрат/окислитель = 40 и соотношении бензол/катализатор = = 235. В этих условиях при 50 °С и той же продолжительности окисления -2ч выход продуктов в расчете на Н202, %: фенол - 37, гидрохинон - 1, бензохинон - 5, пирокатехин - 1 [183].
При гидроксилировании бензола 20 % - м пероксидом водорода при 300 °С, катализированном смесью Ге203-Си0-Мп02 на сепиолите с активирующей добавкой, конверсия бензола составила 32.4 %, селективность образования фенола 99.1 % [184].
Возможно получение фенола окислением бензола кислородом или воздухом в присутствии воды и 8пС12 - при 25 °С селективность образования фенола составляет 92.3 %, однако из - за низкой конверсии бензола выход фенола всего лишь 0.5 %
[185] .
Более высокий выход фенола достигается при получении Н202 т реакцией бензола с 02, СО и водой в присутствии комплексов Р<1 с азотсодержащими органическими лигандами
[186] или реакцией 02 и Н2 в присутствии катализаторов, включающих металлы VIII группы, нанесенные на подложку, и соединения ванадия [187].
При газофазном окислении бензола с одновременной подачей Н2 и 02 при 200 °С в присутствии катализатора, приготовленного добавлением к Р<1/8Ю2 фосфата двухвалентной меди и Н3Р04, достигнута производительность на 1 г катализатора по фенолу около 0.4 мкмоль/ч [188].
Жидкофазное окисление бензола до фенола возможно с помощью 02 и аскорбиновой кислоты. Установлено, что катализатор У/вЮ2 более активен, чем V, нанесенный на оксиды Т1 и А1 или морденит, и что введение Си пропиткой катализатора препятствует выщелачиванию V в ходе реакции. Важную роль в синтезе фенола по этому способу играет образование Н202 [189].
В Токийском университете разработан одностадийный процесс производства фенола из бензола, 02 и Н2 при комнатной температуре с применением пористого титаносиликатного цеолита, пропитанного соединением Рс1. Образования побочных продуктов не происходит, однако выход фенола не превышает 5 % [190].
Фирмой "иОР" запатентован комплексный процесс получения фенола, толуола и ксилолов из легкой бензиновой фракции, | подвергаемой каталитическому риформингу. Бензол выделяют ■ адсорбцией и окисляют Н202, полученным из Н2, образующегося при риформинге, и 02. Из 136 200 т углеводородного сырья и 32 220 т 02 таким способом можно получить 100 тыс. т фенола,
19 600 т толуола и 17 670 т аренов С8 [191].
Установлено, что скорость гидроксилирования бензола с помощью Н202 в присутствии силиката титана увеличивается в
3- 10 раз в трехфазной системе твердое тело - жидкость - жидкость по сравнению с двухфазной системой, содержащей растворитель. Введение каталитических количеств Н2804 также заметно повышает конверсию бензола [192].
Высокая селективность образования фенола гидроксилиро - ванием бензола с помощью Н202 в присутствии цеолита титаносиликатного состава со структурой типа гвМ-б была открыта еще в начале 1980-х гг. Однако из-за низкой конверсии бензола при жидкофазном окислении и интенсивного разложения Н202 при повышении температуры с целью проведения реакции в газовой фазе этот процесс до настоящего времени не нашел прак - тичеркого применения.