环氧树脂流量合成技术
1.流合成的意义
作为避免因使用过氧化氢引起爆炸的方法，可以采用流动合成法。图2显示了批量反应和流量反应的比较。
原料进入反应器，导入H202、催化剂等，加热搅拌进行反应的方法被称为批量反应，其优点是多品种筛选和反应操作简便，但过氧化氢在容器内与催化剂发生反应，通过过度加热和脱溶剂进行浓缩。有爆炸危险(图2左图)。另外，由于需要按环氧化合物的合成量增大容器尺寸，因此其设备设计和安全性的确保成为问题。
与此相对，流反应是将原料和H2O2水溶液通过泵送，使其通过充有催化剂的柱中进行氧化反应，作为生成物和水的混合物捕集到容器中(图2的右图)。在流动反应中，过氧化氢在柱中的停留时间短，可以稳定地将新的过氧化氢和溶剂输送到柱中，从而避免了柱过热和反应中的溶剂蒸发的危险。另外，由于可以缩短柱内过氧化氢与催化剂的接触时间，因此过氧化氢爆炸的危险性较低。
使用流量合成除了安全性之外还有其他优点。第一点是提高单位空间的反应性。批量反应中，由于要在一定容积的反应器内加入原料、过氧化氢及催化剂，所以原料占催化剂的比例非常高。与此相对，在流量反应中，由于要在填充有一定容积催化剂的柱中连续导入原料和过氧化氢，所以相对于原料，催化剂的存储量占绝大多数。也就是说，原料一点点地导入存在大量催化剂的柱中，催化剂的活性点如果能高效地与原料接触，单位空间的反应性就会提高。第二，环氧化合物的生产量不依赖于反应器的尺寸，因此可以灵活改变反应尺度。在批量反应中，不可能得到超过反应器中所容纳原料的物量的生成物，而在流动反应中，只要催化剂不劣化，就可以连续地将原料导入柱中，根据所导入原料的物量得到生成物。因此，没有空间的限制，原则上可以在需要时按需合成所需量的环氧化合物。
2. TS-1催化剂的环氧化合物的合成示例
在批量反应中，使用二氧化硅沸石催化剂(TS-1)合成使用过氧化氢作为氧化剂的环氧化合物的方法由来已久。但是，合成碳含量通常达到10以上的功能性化学品用途环氧化合物的事例很少6。最近，有报道称TS-1催化剂的反应是将各种烯基醚类氧化为高产量的甘油醚类，但反应完成需要数十小时”。
由于使用流反应可使催化剂对烯烃的存在比飞跃性地提高，因此在TS-1催化剂的环氧化反应中，预计反应时间将大幅缩短，但在流反应用的泵等设备的调整和催化剂柱内中烯烃的停留时间极短，仅为几分钟左右，因此为了构建高产量的生产工艺，必须优化催化剂和反应条件。因此，通过流反应合成功能性材料用环氧化合物的例子几乎没有，只有几个使用将丙烯笔等碳数为3的烯烃类转化为环氧化合物的例子的速度论的考察事例。只有8。
3.使用TS-1催化剂的流反应实验的实际
最近有报告指出，利用选择性高、催化剂寿命长的TS-1催化剂，长时间连续生产出功能性化学品用途的环氧化合物，产量高，下面进行介绍。
将过氧化氢预先与原料烯烃混合，并添加甲醇和乙腈制成混合溶液，然后通过液相流泵将制备的溶液输液，导入填充TS-1催化剂的柱中(图3)。所使用的TS-1催化剂可使用按照沸石的一般合成法10)制备的化合物，作为Ti的含量Si/Ti最好在50以下。实际使用4-苯基 -1-丁烷作为烯烃的实验室水平合成示例。将4-苯基-1-丁烷溶解在甲醇和乙腈的混合溶剂中(0.1mol/L)，与过氧化氢混合，以0.2 ml/min的流速输送到柱中。所使用的柱的尺寸为内径5mm，长100mm，填充了950 mg TS-1催化剂。TS-1催化剂Ti含量较多(Si/Ti在50以下)，如果达到粒子尺寸从0.3到0.5μm的程度，则能够无通路的闭塞地实施反应(反应温度30℃)。实施的流反应产率在90%以上，可连续生产1周以上环氧化合物，几乎没有反应性的降低。
对反应后催化剂柱中的Ti流出量进行分析后发现，流出的Ti量在流动反应运行4小时时为2μg以下，占反应器内Ti总量的0.01%以下。因此，该反应几乎没有观测到Ti从TS-1催化剂流出，催化剂寿命极长。另外，单位空间的环氧化合物生产量被计算为430g/h·L，这比在同样尺度下进行批量反应时的生产量(26g/h·L)多10倍以上。