The epoxy compounds are very important intermediates in manufacturing plasticitizers and epoxy resins. Many papers and patents have been devoted to the epoxidation of olefins with hydrogen peroxide in the presence of some oxy-compounds of metals such as W, Mo, V, Os, Ti, Zr, Th, Nb, Ta, Cr, and Ru. Tungsent is especially effective for the conversion of maleic acid to the cis-epoxysuccinic acid. In this study, the polymer-supported transition metal catalysts was used for the epoxidation of maleic acid to the cis-epoxysuccinic acid. The concept of heterogeneous catalysis by organometallic polymers is presented. A pseudo homogeneous rate equation is also proposed for this new type catalysts together with the reaction rate constants established. The results obtained from this study are as follows: 1) The chitosan-tungsten polymer supported catalyst has proved to be relatively good in catalytic activity as well as catalyst recovery on the epoxidation of maleic acid to cis-epoxysuccinic acid as compared to inorganic metal oxides. 2) The hydrogen ion concentration (pH) influenced the reaction rate and the optimum pH condition for the epoxidation was to be pH 5. 3) The reaction rate constants (k) at 60℃ for this system decreased as the content (wt.%) of supported WO₃ in the chitosan-tungsten catalyst increased, provided that the total concentration of WO₃ in the reaction system was kept constant (V/W=50); the values of k, 33.4×10^-3, 29.1×10^-3, 17.9×10^-3, 13.4×10^-3, mol/l.-sec. for the contents of WO₃, 5%, 10%, 20%, and 30%, respectively. 4) This may be ascribed to the fact that the effect of reaction sites uniformly distributed over the supporting polymers and the polymer effects of the free neargroups (i.e., -NH,, -OH, etc.) in the polymer supporter become pronounced with the decreasing the content of WO₃ supported in the catalyst complex.

에폭시 화합물은 고분자공업에서 가소제와 에폭시 수지를 제조하는 중간체로서 매우 중요하다. 촉매 존재하에서 과산화수소로서 올레핀을 에폭시화시키는 연구와 특허는 매우 많다. 여기에 사용되는 무기촉매로서 W, Mo, V, Os, Zr, Th, Nb, Ta, Cr, Ru, 등의 금속산화물이 널리 사용되고 있다. maleic acid를 산화시켜 cis-epoxysuccinic acid를 만들때 촉매로서 텅스텐의 산화물이 특히 유효함이 알려졌다. 본 연구는 천연고분자물질인 chitosan에 텅스텐을 지지시킨 chitosan-tungsten착제를 촉매로하여 maleic acid를 에폭시화시켜 cis-epoxysuccinic acid를 만들때 고분자에 지지된 촉매의 개념을 소개하였고 이 불균일계의 반응이 의사균일반응이라고 가정했을때 60℃에서 반응속도상수, k를 구하였다. 이 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1) Chitosan에 지지된 텅스텐촉매는 Maleic acid를 산화시켜 cis-epoxysuccinic acid를 만들때 훌륭한 촉매효과가 있었다. 2) 수소이온농도(pH)가 반응속도항수, k에 미치는 영향이 현저했는데 가장 좋은 pH조건은 pH5였다. 3) 반응계에 존재하는 WO₃의 농도가 일정찰떼 (표 2에서 V/W=50) 60℃에서 반응속도항수, k는 담체에 지지된 WO₃의 함량이 작을수록 증가했는데 촉매중의 WO₃의 함량이 5%, 10%, 20%, 30%일때 반응속도항수, k는 각각 33.4×10^-3, 29.1×10^-3, 17.9×10^-3 및 13.4×10^-3mol/l·sec였다. 4) 이 사실은 고분자에 지지된 WO₃의 함량이 작을수록 균일하게 지지되어 반응장의 제공이 균일하고 --NH₂ 및 -OH기등의 인접기의 효과에 의한 것으로 생각된다.

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