EP1003697A1 - Method for oxidising substituted hydrocarbon derivatives - Google Patents

Method for oxidising substituted hydrocarbon derivatives

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Publication number
EP1003697A1
EP1003697A1 EP98941513A EP98941513A EP1003697A1 EP 1003697 A1 EP1003697 A1 EP 1003697A1 EP 98941513 A EP98941513 A EP 98941513A EP 98941513 A EP98941513 A EP 98941513A EP 1003697 A1 EP1003697 A1 EP 1003697A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
formula
heteropolyacid
iii
equal
advantageously
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98941513A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michel Gubelmann-Bonneau
Claire Poix-Davaine
Hervé Ponceblanc
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhodia Chimie SAS
Original Assignee
Rhodia Chimie SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Chimie SAS filed Critical Rhodia Chimie SAS
Publication of EP1003697A1 publication Critical patent/EP1003697A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/215Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/186Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J27/188Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B33/00Oxidation in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01Preparation of ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/39Preparation of carboxylic acid esters by oxidation of groups which are precursors for the acid moiety of the ester

Definitions

  • the present invention relates to a controlled oxidation process of electron-depleted substrates, in the presence of a catalyst whose active phase is obtained from heteropolyacid (s). It relates more particularly to the gentle oxidation of a substrate having a methylene carrying at least one function or of an electron-withdrawing group.
  • the present invention further relates to a composition obtained from certain specific heteropolyacids and titanium dioxide as a support, as well as a catalyst comprising said composition as active phase.
  • a composition obtained from certain specific heteropolyacids and titanium dioxide as a support as well as a catalyst comprising said composition as active phase.
  • heteropolyacid will be used in this text.
  • Keggin's structure we can refer to two articles published in "the catalyst review newsletter”; the one published in October 1993 about the “solid acid '93 meeting, Houston Texas” on page 9 and the one in volume 4 N ° 7, page 12.
  • Such a process would be of particular interest for the synthesis of carbon derivatives which are also both oxygenated and halogenated and above all fluorinated.
  • the electron-withdrawing group or groups are chosen from fluorine atoms and radicals whose carbon of attachment (that is to say linked to said> CH-) is mono- , advantageously di-fluorinated.
  • the electron-withdrawing group special mention should be made of perfluoroalkyls and in particular trifluoromethyl. This is why one of the aims of the present invention is to provide a controlled oxidation process which makes it possible to treat substrates depleted in electron.
  • Another object of the present invention is to provide a process of the above type which allows the formation of carbon oxygen bond (s).
  • Another object of the present invention is to provide a process of the above type which allows the formation of ether, ester and / or acid function (s).
  • Another object of the present invention is to provide a process of the above type which allows the formation of ether, ester and / or acid function (s) from a methylated perfluoroalkane, and in particular from trifluoro-1, 1, 1 ethane. .
  • - D represents phosphorus, arsenic, antimony, silicon, germanium and / or boron
  • - E represents an element chosen from vanadium optionally in combination with at least one metal from columns VA, VIIA, VIII or chromium; said acid can be partially or even completely neutralized by a cationic entity of formula (II) [A a E substituting for H f : x being the number of oxygen necessary for the respect of the highest valences of C, D and E ;
  • - A represents at least one monovalent cation chosen from hydrogen, an alkali metal, or even an ammonium or phosphonium ion;
  • - f a + ⁇ b with ⁇ being the charge of the ion B, ie equal to 2.3 or 4;
  • f / d is, on the one hand, at least equal to 1 and, on the other hand, at most equal to 12, advantageously to 8, preferably to 6.
  • f / d is an integer.
  • X is equal to (f + c ⁇ + d ⁇ + e ⁇ ) / 2 where the Greek letters represent the highest valence of the elements represented by the corresponding Latin capital letters.
  • the radicals, the atoms or the groups having a Hammett constant ⁇ p greater than zero are considered to be electron-withdrawing agents (cf., for example, table on page 244).
  • the ⁇ p is at least equal to 0.1; advantageously 0.2, preferably 0.3.
  • the preferred electron-withdrawing character is the inducing effect, so we recommend that the above values be reached by the single inducing effect (component ⁇ of ⁇ p [see page 247 of the March]); in this case, the preferred values are that ⁇ ⁇ is at least equal to 0.1; advantageously 0.3, preferably 0.4.
  • electron-withdrawing groups having a strong electron-withdrawing component by mesomeric effect such as nitro (which is not easy to use because it is dangerous) or sulfonyl groups are not preferred.
  • the information relating to the table of the periodic classification of the elements refers to that which appeared in the supplement to the bulletin of the governing Chimique de France (n ° 1 - January 1966).
  • the invention also relates to a composition obtained from titanium dioxide as a support and a heteropolyacid of formula (I).
  • titanium dioxide and titanium oxide have the same meaning.
  • the process according to the invention consists in using a catalyst whose active phase is obtained from a heteropolyacid of formula (I) mentioned above.
  • element B is chosen from the ions V0 2+ , V0 3+ , Cu + , Fe 3+ , Co 2+ , Ag + , Ni 2+ , Mn 2+ , Mg 2+ , Bi + . Sn + . Sn 4+ .
  • the element B is chosen from the ions V0 2+ , V0 3+ , preferably the ion VO ++.
  • this is more particularly chosen from chromium, manganese, iron, cobalt, nickel.
  • the heteropolyacid used in the preparation of the active phase corresponds to formula (I) in which D is phosphorus, E vanadium, d is 1, C is between 1 and 3, and the sum of c + e is 12.
  • the catalyst used has an active phase comprising, in addition, a support.
  • a support for carrying out this particular embodiment, mention may, for example, be made of titanium, silicon, zirconium, cerium, tin, alumina, silica-alumina, these compounds which can be used alone or as a mixture .
  • the support is chosen from titanium or zirconium bioxides, the first being preferred.
  • the active phase of the catalyst has an atomic ratio, (C + E) / metallic element of the support, of between 0.1 and 30%.
  • metallic element of the support is meant titanium, zirconium, cerium, etc.
  • the above atomic ratio is between 5 and 20%.
  • the distribution between the two constituents of the active phase is such that the heteropolyacid of formula (I) is more particularly dispersed on the surface of said support.
  • the catalyst is used in mass form, that is to say a catalyst comprising only the active phase obtained from the heteropolyacid and, where appropriate, from the support.
  • the catalyst is used in dilute form, that is to say that the abovementioned active phase is mixed with an inert.
  • the active phase can be either deposited thereon, coated or even mixed therewith.
  • sintered clay As materials capable of being used as inert, there may be mentioned: sintered clay, magnesia, magnesium silicate, diatomaceous earth.
  • inert materials can be used in porous form or not.
  • the inert used is in non-porous form. If necessary, it can be glazed to make it so.
  • Ceramic materials such as cordierite, mullite, porcelain, silicon and boron nitrides, silicon carbide, can also be used as inert.
  • the catalyst used in the process according to the invention is in the form of particles or of monolith.
  • the particle size of these depends on the mode of use of the catalyst. It can therefore vary within wide limits, such as in particular being between a few micrometers and a ten millimeters. More particularly, and by way of indication, a catalyst used in a fixed bed has a particle size distribution generally between 0.5 and 6 mm.
  • the particle size of the particles of a catalyst used in a fluidized or moving bed is usually between 5 and 700 microns, and preferably between 5 and 200 microns for 80% of the particles.
  • the catalyst can be, for example, in the form of beads or rings.
  • rings we mean hollow objects whose section is circular, parallelipiped, ellipsoidal among others.
  • the quantity of inert entering into the composition of the catalyst varies within wide limits depending, most of the time, on the method of shaping of the catalyst.
  • the catalysts obtained by coating or depositing the active phase on the inert material have an amount of active phase usually varying between 0.1 and 30% and, preferably between 2 and 20% by total weight of catalyst (active phase + inert). In cases where the catalyst comprises the active phase dispersed in an inert, the amount of active phase is between 1 and 90% by total weight of catalyst.
  • the active phase of the catalyst coats the inert present.
  • the catalyst can be prepared according to any conventional, simple and reproducible method, which constitutes an additional advantage of the invention.
  • Heteropolyacids are known compounds and a person skilled in the art can refer to the publications relating to them to prepare them.
  • heteropolyacids that is to say the compounds for which A represents a hydrogen atom, it is possible in particular to implement two types of process.
  • a mixture comprising the constituent elements of the heteropolyacid is refluxed in water for 24 hours, preferably in the form of 'oxides.
  • Another method of obtaining heteropolyacids of the same type as above and for which the value of c is between 6 and 12, consists in preparing a solution of the constituent elements of HPA, present in the form of alkali or alkaline earth metal salts. This is obtained by dissolving said compounds in water.
  • the solution obtained is neutralized by the addition of a mineral acid such as hydrochloric acid in particular.
  • a mineral acid such as hydrochloric acid in particular.
  • the resulting product is extracted from the medium with ether and then contacted with distilled water to obtain an aqueous solution, from which the heteropolyacid can be crystallized.
  • the contacting of the heteropolyacid with said support is carried out by means, for example, of a dry impregnation, although d other routes are not excluded a priori.
  • a dry impregnation although d other routes are not excluded a priori.
  • the support is brought into contact as defined above, with a solution of heteropolyacid in an amount such that the atomic ratio, (C + E) / metallic element of the support, is between 0.1 and 30% and, preferably between 5 and 20%.
  • This drying step can advantageously be carried out in two stages: the first consisting in evaporating the solvent or dispersant from the mixture, more particularly water, until dry, the second in drying the paste thus obtained.
  • the first step is carried out at a temperature varying from 20 to 100 ° C., under vacuum or not, for the time necessary to obtain a paste.
  • Evaporation is usually carried out with stirring.
  • the paste obtained is then dried, in a second step, under an atmosphere, preferably non-reducing, such as oxygen or air for example, for an average duration of 15 h.
  • the drying temperature is usually between 100 and 150 ° C. It should be noted that other drying methods can be envisaged, such as for example drying the suspension by atomization in any type of apparatus and under conditions known to those skilled in the art.
  • the dried product is then subjected to a calcination step. This is carried out, in a conventional manner, under a non-reducing atmosphere.
  • air is used, but oxygen could just as easily be used.
  • the calcination temperature is usually between 200 and 500 ° C.
  • the duration of the operation varies between 1 and 24 hours.
  • the dried product Before and / or after the calcination step, the dried product can undergo a deagglomeration step.
  • the coating method is preferably used.
  • the inert is brought into contact, preferably in the form of rough particles, and the active phase in a high shear mixer (LODIGE type devices) or in a granulation device (drageers, in the form of a drum or plate).
  • LODIGE high shear mixer
  • granulation device granulation devices, in the form of a drum or plate.
  • the operation is generally carried out at a temperature varying between 20 and 150 ° C. for the time necessary for coating the inert material with the desired quantity of active phase, more particularly in air, for at least 30 min.
  • the particles thus obtained are usually calcined at a temperature between 300 and 500 ° C.
  • the duration of the calcination is generally at least 3 h.
  • the method according to the invention consists in carrying out a controlled oxidation of a substrate which has a link (> CH-), advantageously methylene (CH2), carrying at least one group (or atom ) electron-withdrawing device with a source of oxygen, in the presence of a catalyst as described above.
  • the substrate have a saturated vapor pressure of at least 1 kiloPascal at the temperature at which the oxidation is carried out, advantageously 5 , preferably 10 kiloPascals. It is preferable that these values are reached from 200 ° C (3 significant figures), advantageously from 180 ° C.
  • said methylene link carries a hydrogen and therefore forms a methyl. It is desirable that said electron-withdrawing group (or atom) be difficult to oxidize, that is to say that when the open bond is replaced by a fluorine the compound thus constructed is not considered to be flammable within the meaning of the European directives on transport. on the day of filing of this request.
  • the said electron-withdrawing group (s) [or atom (s)] have at least one halogen atom, advantageously fluorine.
  • Said electron-withdrawing group is advantageously chosen from highly halogen groups, that is to say groups whose ⁇ Hydrogen / ⁇ Halogen ratio is at most equal to 1, advantageously 2/3, preferably 1/2.
  • highly halogen groups that is to say groups whose ⁇ Hydrogen / ⁇ Halogen ratio is at most equal to 1, advantageously 2/3, preferably 1/2.
  • said electron-withdrawing group is advantageously chosen from perhalogenated groups, preferably from perfluorinated groups Rf.
  • said halogens are advantageously at least for half of the fluorines, preferably said group is chosen from Rf groups such as trifluoromethyl or pentafluoroethyl, or highly fluorinated groups such as, for example, difluoromethyl, tetrafluoroethyl, penta- or hexa- hepta- or octa-fluorobutyl fluoropropyls.
  • Rf groups such as trifluoromethyl or pentafluoroethyl
  • highly fluorinated groups such as, for example, difluoromethyl, tetrafluoroethyl, penta- or hexa- hepta- or octa-fluorobutyl fluoropropyls.
  • the halogens are arranged so that there are at least two halogen atoms on the vicinal carbon of the link to be oxidized.
  • said link (to be oxidized)> CH-, can carry an alkyl radical, a second electron-withdrawing group (or even a third) or, preferably, a hydrogen (thus forming a methylene stricto sensu).
  • a second electron-withdrawing group can be connected to the first electron-withdrawing group to form a cycle.
  • Said link> CH- can carry an acrylic group.
  • Said link> CH- may advantageously be a methylene group (CH2), preferably carrying a hydrogen to form a methyl radical.
  • Preferred substrates can be written as follows:
  • GEA-CH (R 1 ) (R 2 ) where (GEA) represents an electron-withdrawing group (including atom), advantageously by inducing effect (see above); where Rj represents either a hydrogen or an electron-withdrawing group (including atom); where R2 represents either a hydrogen or even an alkyl group (but this is not preferred).
  • halogens advantageously light (Cl and F), preferably fluorine
  • the more complex electron-withdrawing groups are preferred, linked to the carbon to be oxidized (> CH-) by a carbon-carbon bond. It is desirable that one, preferably both of R ⁇ and R2 are
  • GEA can carry another oxidizable site so that oligomeric ethers or esters can be made, or rather when the shortest distance between the two sites is suitable (two, three or four links [advantageously perhalogenated, preferably perfluorinated], not including the methylene oxidation sites), an ether or even ester cycle.
  • these compounds generally have at most about 20 carbon atoms, advantageously at most 15 carbon atoms, preferably at most 10 carbon atoms, more preferably at most 8 carbon atoms.
  • the term "approximately” is used to highlight the fact that the values which follow it correspond to mathematical rounding and in particular that when the digit (s) furthest to the right of a number are zeros, these zeros are position zeros and not significant digits, unless of course specified otherwise.
  • the reaction is advantageously carried out in the presence of a catalyst whose active phase is deposited on a support.
  • the reaction is carried out in the presence of a catalyst the said active phase of which is deposited on a support and that the support is chosen from titanium, silicon, zirconium, cerium and tin bioxides. alumina, silica-alumina, or mixtures thereof.
  • the reaction is carried out with a gas mixture comprising 0.1 to 99.9% by mole of substrate, and more particularly between 0.1 and 3% or between 10 and 99% by mole of substrate and is preferably used as a source of oxygen in the air, oxygen or nitrous oxide.
  • reaction is carried out with a gas mixture comprising 0.1 to 99.9% by mole of oxygen and, more particularly, comprising between 1 and 90% or between 97 and 99.9% by mole of oxygen.
  • a gas mixture having a substrate / oxygen molar ratio of less than 20 and, more particularly, between 0.01 and 0.2 or between 0.6 and 18 is used.
  • the reaction is carried out in the presence of a diluent chosen from water, or inert gases, or recycled gases from the reaction, alone or as a mixture and, more particularly, a gaseous mixture comprising 0.1 to 70 mol% of water and preferably comprising 1 to 20 mol% of water.
  • a diluent chosen from water, or inert gases, or recycled gases from the reaction, alone or as a mixture and, more particularly, a gaseous mixture comprising 0.1 to 70 mol% of water and preferably comprising 1 to 20 mol% of water.
  • the heteropolyacid of formula (I) corresponds to the crude formula (III):
  • representing the following atoms or entities P, As, Sb, HSi, HGe, H 2 B; ⁇ representing the following atoms or entities W, Mo, HV and their mixtures.
  • represents a pentavalent entity (including an atom) chosen from P, As, Sb, HSi, HGe, H 2 B, or even the mixtures they form with one another, advantageously among the phosphorus atoms and arsenic, preferably ⁇ represents phosphorus.
  • represents a hexavalent entity (including an atom) chosen from W, Mo, HV and their mixtures.
  • W + Mo atomic ratio
  • W + Mo + V the atomic ratio
  • heteropolyacid of formula (III) have a so-called Keggin structure.
  • delta ( ⁇ ) is important for the level of oxidation obtained (see below).
  • heteropolyacid of formula (III) can be such that ⁇ is a mixture of at least two atoms or entities.
  • the heteropolyacid of formula (III) is such that ⁇ has an atomic ratio W / Mo at least equal to 1/2, advantageously to 1, preferably to 2.
  • the heteropolyacid of formula (III) is such that ⁇ has an atomic ratio V / (W + Mo + V) at least equal to 1/12, advantageously 1/6, preferably 1/4.
  • the substrate be oxidized to carboxylic acid (essentially in the case where said link> CH- is methyl) and it will be preferred that the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all the hydrogens present and ⁇ is at least equal to 3, advantageously to 4, preferably to 5.
  • the substrate be oxidized in the medium state II (for example into an ester or a ketone)
  • the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all the hydrogens present and ⁇ is at least equal to 2 and at most equal to 3.
  • the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all of the hydrogens present (c (i.e. including those provided by the entity (HV) in ⁇ and by the entities HSi, HGe, H2B in ⁇ ) and ⁇ is at most equal to 3, advantageously to 2, preferably to 1. It it is also preferable that the cationic entity [AaBb] at least partially replacing the hydrogen comprises vanadium IV (VO ++).
  • the present invention also relates to a composition which comprises a support phase chosen from titanium and zirconium bioxides and their mixture and at least one heteropolyacid phase of formula (III) in which ⁇ has an atomic ratio W / Mo at least equal to 1/12, preferably at
  • composition where the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between the totality of the hydrogens present and au is at most equal to 3, advantageously to 2, of preferably 1.
  • composition where the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between the totality of the hydrogens present and ⁇ is at least equal to 3, advantageously to 4, of preferably 5.
  • the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all the hydrogens present and ⁇ is at least equal to 2 and at most equal to 3.
  • the heteropolyacid of formula (III) has a so-called Keggin structure.
  • the heteropolyacid of formula (III) is such that ⁇ is a mixture of at least two atoms or entities.
  • the heteropolyacid has a formula (III) such that ⁇ corresponds to an atomic ratio W / Mo at least equal to 1/2, advantageously to 1, preferably to 2.
  • the heteropolyacid may also be advantageous for the heteropolyacid to have a formula (III) such that ⁇ corresponds to an atomic ratio V / (W + Mo + V) at least equal to 1/12, advantageously 1/6, preferably 1 / 4.
  • the typical test takes place over two days and has two parts.
  • HPAs were dry impregnated on the Ti0 2 support according to the procedure described above.
  • the Ti0 2 support has a specific area of 86 m 2 / kg and a pore volume with water of 0.94 ml / g.

Abstract

The invention concerns a method for controlled oxidation of a substituted hydrocarbon substrate, consisting in contacting said substituted hydrocarbon substrate with a source of oxygen in the presence of at least a catalyst selected among those whereof the active phase is obtained from a heteropolyacid of formula (I): Hf[CcDdEeOx] in which: C represents Mo and/or W; D represents phosphorus, arsenic, antimony, silicon, germanium and/or boron; E represents an element selected among vanadium optionally in combination with at least a metal of columns VA, VIIA, VIII or chromium; x being the oxygen number required to observe valences; A represents at least a monovalent cation; B represents VO?2+, VO3+¿, an ion of an alkaline-earth metal or of one metal of columns VIIA, VIII, IB, IVB and VB of the periodic table of elements; f = a + αb with α being the ion B charge, i.e. equal to 2, 3 or 4; c varies between 5 and 20 inclusively; d varies between 1 and 5 inclusively; e varies between 1 and 9 inclusively; and said substrate has a chain > CH- bearing an electroattractive group (or atom). The invention is applicable to organic synthesis.

Description

PROCEDE D'OXYDATION DE DERIVES HYDROCARBONES SUBSTITUES PROCESS FOR THE OXIDATION OF SUBSTITUTED HYDROCARBON DERIVATIVES
La présente invention a trait à un procédé d'oxydation ménagée de substrats appauvris en électron, en présence d'un catalyseur dont la phase active est obtenue à partir d'hétéropolyacide(s). Elle a plus particulièrement pour objet l'oxydation ménagée de substrat présentant un méthylène porteur d'au moins une fonction ou d'un groupe électroattracteur.The present invention relates to a controlled oxidation process of electron-depleted substrates, in the presence of a catalyst whose active phase is obtained from heteropolyacid (s). It relates more particularly to the gentle oxidation of a substrate having a methylene carrying at least one function or of an electron-withdrawing group.
La présente invention concerne par ailleurs une composition obtenue à partir de certains hétéropolyacides spécifiques et de bioxyde de titane en tant que support, ainsi qu'un catalyseur comprenant ladite composition en tant que phase active. Par convention, on utilisera dans ce texte le terme hétéropolyacideThe present invention further relates to a composition obtained from certain specific heteropolyacids and titanium dioxide as a support, as well as a catalyst comprising said composition as active phase. By convention, the term heteropolyacid will be used in this text.
(ou HPA) pour désigner le composé répondant à la structure de Keggin aussi bien les hétéropolyacides que les polyoxométallates.(or HPA) to designate the compound corresponding to the Keggin structure, both heteropolyacids and polyoxometallates.
Dans ce domaine, en ce qui concerne la nature de la structure de Keggin on peut se reporter à deux articles parus dans "the catalyst review newsletter" ; celui paru en octobre 1993 à propos du "solid acid '93 meeting, Houston Texas" à la page 9 et celui au volume 4 N°7, page 12.In this area, with regard to the nature of Keggin's structure, we can refer to two articles published in "the catalyst review newsletter"; the one published in October 1993 about the "solid acid '93 meeting, Houston Texas" on page 9 and the one in volume 4 N ° 7, page 12.
L'obtention d'une liaison carbone-oxygène, notamment simple, à partir d'un chaînon > CH- (en général, méthyle) dont au moins une des liaisons est reliée à un groupe électroattracteur, par oxydation ménagée dudit chaînon présente l'avantage d'utiliser une matière première dont le coût est très concurrentiel par rapport à celles employées dans les technologies existantes. Toutefois à la connaissance de la Demanderesse aucun procédé de ce type n'a été décrit à ce jour.Obtaining a carbon-oxygen bond, in particular a simple one, from a link> CH- (in general, methyl) of which at least one of the bonds is linked to an electron-withdrawing group, by gentle oxidation of said link presents the advantage of using a raw material whose cost is very competitive compared to those used in existing technologies. However, to the knowledge of the Applicant, no process of this type has been described to date.
Un tel procédé présenterait un intérêt particulier pour la synthèse de dérivés carbonés qui soient aussi à la fois oxygénés et halogènes et surtout fluorés. Comme exemple de problème à résoudre on peut citer les cas où le ou les groupes électroattracteurs sont choisis parmi les atomes de fluor et les radicaux dont le carbone de rattachement (c'est-à-dire relié au dit > CH-) est mono-, avantageusement di-fluoré. Comme groupe électroattracteur, il convient de faire une mention particulière des perfluoroalcoyles et notamment du trifluorométhyle. C'est pourquoi un des buts de la présente invention est de fournir un procédé d'oxydation ménagée qui permette de traiter les substrats appauvris en électron.Such a process would be of particular interest for the synthesis of carbon derivatives which are also both oxygenated and halogenated and above all fluorinated. As an example of a problem to be solved, we can cite the cases where the electron-withdrawing group or groups are chosen from fluorine atoms and radicals whose carbon of attachment (that is to say linked to said> CH-) is mono- , advantageously di-fluorinated. As the electron-withdrawing group, special mention should be made of perfluoroalkyls and in particular trifluoromethyl. This is why one of the aims of the present invention is to provide a controlled oxidation process which makes it possible to treat substrates depleted in electron.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé du type précédent qui permette la formation de liaison(s) carbone oxygène.Another object of the present invention is to provide a process of the above type which allows the formation of carbon oxygen bond (s).
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé du type précédent qui permette la formation de fonction(s) éther, ester et/ou acide.Another object of the present invention is to provide a process of the above type which allows the formation of ether, ester and / or acid function (s).
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé du type précédent qui permette la formation de fonction(s) éther, ester et/ou acide à partir d'un perfluoroalcane méthylé, et notamment du trifluoro-1 ,1 ,1 éthane.Another object of the present invention is to provide a process of the above type which allows the formation of ether, ester and / or acid function (s) from a methylated perfluoroalkane, and in particular from trifluoro-1, 1, 1 ethane. .
Ces buts et d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints au moyen d'un procédé d'oxydation ménagée de substrat(s) hydrocarboné(s) substitué(s) dans le(s)quel(s) l'on met en contact le(s)dit(s) substrat(s) hydrocarboné(s) substitué(s) avec une source d'oxygène en présence d'au moins un catalyseur choisi parmi ceux dont la phase active est obtenue à partir d'un hétéropolyacide de formule (I) : HftCQDdEgOx] dans laquelle :These aims and others which will appear subsequently are achieved by means of a process of gentle oxidation of substituted hydrocarbon substrate (s) in which they are used. contact the said (s) substrate (s) hydrocarbon (s) substituted (s) with an oxygen source in the presence of at least one catalyst chosen from those whose active phase is obtained from a heteropolyacid of formula (I): HftC Q DdEgOx] in which:
- C représente Mo et/ou W ;- C represents Mo and / or W;
- D représente le phosphore, l'arsenic, l'antimoine, le silicium, le germanium et/ou le bore ; - E représente un élément choisi parmi le vanadium éventuellement en combinaison avec au moins un métal des colonnes VA, VIIA, VIII ou le chrome ; ledit acide pouvant être partiellement, voire complètement neutralisé par une entité cationique de formule (II) [AaE se substituant à Hf : x étant le nombre d'oxygène nécessaire pour le respect des valences les plus élevées de C, D et E ;- D represents phosphorus, arsenic, antimony, silicon, germanium and / or boron; - E represents an element chosen from vanadium optionally in combination with at least one metal from columns VA, VIIA, VIII or chromium; said acid can be partially or even completely neutralized by a cationic entity of formula (II) [A a E substituting for H f : x being the number of oxygen necessary for the respect of the highest valences of C, D and E ;
- A représente au moins un cation monovalent choisi parmi l'hydrogène, un métal alcalin, voire un ion ammonium ou phosphonium ;- A represents at least one monovalent cation chosen from hydrogen, an alkali metal, or even an ammonium or phosphonium ion;
- B représente V02+, V03+, un ion d'un métal alcalino-terreux ou d'un métal des colonnes VII A, VIII, I B, IV B et V B de la classification périodique des éléments ;- B represents V0 2+ , V0 3+ , an ion of an alkaline earth metal or of a metal of columns VII A, VIII, IB, IV B and VB of the periodic table of the elements;
- f = a + αb avec α étant la charge de l'ion B, soit égal à 2,3 ou 4 ;- f = a + αb with α being the charge of the ion B, ie equal to 2.3 or 4;
- c varie entre 5 et 20-e inclus ;- c varies between 5 and 20-e inclusive;
- d varie entre 1 et 5 inclus ;- d varies between 1 and 5 inclusive;
- e varie entre 1 et 9 inclus ; et que ledit substrat présente un chaînon (> CH-), avantageusement méthylène (CH2), porteur d'au moins un groupe (ou atome) électroattracteur. f/d est, d'une part, au moins égal à 1 et, d'autre part, au plus égal à 12, avantageusement à 8, de préférence à 6. En général, f/d est un entier. X est égal à (f+cγ+dδ+eε)/2 où les lettres grecques représentent la valence la plus élevée des éléments représentés par les lettres majuscules latines correspondantes.- e varies between 1 and 9 inclusive; and that said substrate has a link (> CH-), advantageously methylene (CH2), carrying at least one electron-withdrawing group (or atom). f / d is, on the one hand, at least equal to 1 and, on the other hand, at most equal to 12, advantageously to 8, preferably to 6. In general, f / d is an integer. X is equal to (f + cγ + dδ + eε) / 2 where the Greek letters represent the highest valence of the elements represented by the corresponding Latin capital letters.
La notion d'électroattracteur est bien connue de l'homme de métier ; on peut ainsi se reporter à la troisième édition du March "advanced organic chemistry" publiée chez John WILEY & sons (pages 237, suivantes et passim).The concept of electron-withdrawing device is well known to those skilled in the art; one can thus refer to the third edition of the March "advanced organic chemistry" published by John WILEY & sons (pages 237, following and passim).
Ainsi sont réputés électroattracteurs les radicaux, les atomes ou les groupes présentant une constante de Hammett σp supérieur à zéro (cf., par exemple, tableau page 244). Selon la présente invention, on préfère que le σp soit au moins égal 0,1 ; avantageusement à 0,2, de préférence à 0,3. Le caractère électroattracteur préféré est l'effet inducteur, aussi préconise-t-on que les valeurs ci-dessus soient atteintes par le seul effet inducteur (composante σ de σ p [voir page 247 du March]) ; dans ce cas, les valeurs préférées sont que σ\ soit au moins égal 0,1 ; avantageusement à 0,3, de préférence à 0,4. A l'exception des groupes fluorés, les groupes électroattracteurs (GEA) présentant une forte composante électroattractrice par effet mésomère comme les groupes nitro (qui en outre n'est pas d'usage facile, car dangereux) ou sulfonyle ne sont pas préférés.Thus, the radicals, the atoms or the groups having a Hammett constant σ p greater than zero are considered to be electron-withdrawing agents (cf., for example, table on page 244). According to the present invention, it is preferred that the σ p is at least equal to 0.1; advantageously 0.2, preferably 0.3. The preferred electron-withdrawing character is the inducing effect, so we recommend that the above values be reached by the single inducing effect (component σ of σ p [see page 247 of the March]); in this case, the preferred values are that σ \ is at least equal to 0.1; advantageously 0.3, preferably 0.4. With the exception of fluorinated groups, electron-withdrawing groups (GEA) having a strong electron-withdrawing component by mesomeric effect such as nitro (which is not easy to use because it is dangerous) or sulfonyl groups are not preferred.
Ici et pour toute la description, les mentions relatives au tableau de la classification périodique des éléments font référence à celui paru dans le supplément au bulletin de la Société Chimique de France (n°1 - janvier 1966).Here and for the entire description, the information relating to the table of the periodic classification of the elements refers to that which appeared in the supplement to the bulletin of the Société Chimique de France (n ° 1 - January 1966).
L'invention a de même pour objet une composition obtenue à partir de bioxyde de titane en tant que support et d'un hétéropolyacide de formule (I).The invention also relates to a composition obtained from titanium dioxide as a support and a heteropolyacid of formula (I).
Dans ce qui va suivre, les termes bioxyde de titane et oxyde de titane ont la même signification.In the following, the terms titanium dioxide and titanium oxide have the same meaning.
Ainsi, le procédé selon l'invention consiste à mettre en oeuvre un catalyseur dont la phase active est obtenue à partir d'un hétéropolyacide de formule (I) précitée.Thus, the process according to the invention consists in using a catalyst whose active phase is obtained from a heteropolyacid of formula (I) mentioned above.
Plus particulièrement, l'élément B est choisi parmi les ions V02+, V03+,Cu +, Fe3+, Co2+, Ag+, Ni2+, Mn2+, Mg2+, Bi +. Sn +. Sn4+.More particularly, element B is chosen from the ions V0 2+ , V0 3+ , Cu + , Fe 3+ , Co 2+ , Ag + , Ni 2+ , Mn 2+ , Mg 2+ , Bi + . Sn + . Sn 4+ .
Avantageusement, l'élément B est choisi parmi les ions V02+, V03+, de préférence l'ion VO++.Advantageously, the element B is chosen from the ions V0 2+ , V0 3+ , preferably the ion VO ++.
En ce qui concerne l'élément E différent du vanadium, celui-ci est plus particulièrement choisi parmi le chrome, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel.As regards the element E different from vanadium, this is more particularly chosen from chromium, manganese, iron, cobalt, nickel.
Selon une variante préférée de l'invention, l'hétéropolyacide entrant dans la préparation de la phase active correspond à la formule (I) dans laquelle D est le phosphore, E le vanadium, d vaut 1 , C est compris entre 1 et 3, et la somme de c+e est égale à 12.According to a preferred variant of the invention, the heteropolyacid used in the preparation of the active phase corresponds to formula (I) in which D is phosphorus, E vanadium, d is 1, C is between 1 and 3, and the sum of c + e is 12.
Selon un mode de réalisation particulier, le catalyseur employé présente une phase active comprenant, en outre, un support. A titre de support convenable à la réalisation de ce mode particulier, on peut citer par exemple, les bioxydes de titane, silicium, zirconium, cérium, étain, l'alumine, la silice-alumine, ces composés pouvant être utilisés seuls ou en mélange.According to a particular embodiment, the catalyst used has an active phase comprising, in addition, a support. As a suitable support for carrying out this particular embodiment, mention may, for example, be made of titanium, silicon, zirconium, cerium, tin, alumina, silica-alumina, these compounds which can be used alone or as a mixture .
De préférence, le support est choisi parmi les bioxydes de titane ou de zirconium, le premier étant préféré.Preferably, the support is chosen from titanium or zirconium bioxides, the first being preferred.
Selon une variante de ce mode de réalisation, la phase active du catalyseur présente un rapport atomique, (C+E)/élément métallique du support, compris entre 0,1 et 30%. Par élément métallique du support, on entend le titane, le zirconium, le cérium, etc.. De préférence, le rapport atomique précité est compris entre 5 et 20%.According to a variant of this embodiment, the active phase of the catalyst has an atomic ratio, (C + E) / metallic element of the support, of between 0.1 and 30%. By metallic element of the support is meant titanium, zirconium, cerium, etc. Preferably, the above atomic ratio is between 5 and 20%.
Dans le cas où la phase active comprend un support, la répartition entre les deux constituants de la phase active est telle que l'hétéropolyacide de formule (I) est plus particulièrement dispersé à la surface dudit support.In the case where the active phase comprises a support, the distribution between the two constituents of the active phase is such that the heteropolyacid of formula (I) is more particularly dispersed on the surface of said support.
Selon un premier mode de réalisation, le catalyseur est employé sous forme massique, c'est-à-dire un catalyseur ne comprenant que la phase active obtenue à partir de l'hétéropolyacide et, le cas échéant, du support.According to a first embodiment, the catalyst is used in mass form, that is to say a catalyst comprising only the active phase obtained from the heteropolyacid and, where appropriate, from the support.
Selon un second mode de réalisation, le catalyseur est employé sous forme diluée, c'est-à-dire que la phase active précitée est mélangée à un inerte.According to a second embodiment, the catalyst is used in dilute form, that is to say that the abovementioned active phase is mixed with an inert.
Dans ce dernier cas, la phase active peut être soit déposée sur celui-ci, soit enrobée ou encore y être mélangée.In the latter case, the active phase can be either deposited thereon, coated or even mixed therewith.
A titre de matériaux susceptibles d'être utilisés comme inertes, on peut citer : l'argile frittée, la magnésie, le silicate de magnésium, la terre de diatomée.As materials capable of being used as inert, there may be mentioned: sintered clay, magnesia, magnesium silicate, diatomaceous earth.
Ces types de matériaux inertes peuvent être utilisés sous forme poreuse ou non.These types of inert materials can be used in porous form or not.
De préférence, l'inerte utilisé l'est sous forme non poreuse. Si nécessaire, on peut effectuer un émaillage de celui-ci afin de le rendre tel.Preferably, the inert used is in non-porous form. If necessary, it can be glazed to make it so.
Les matériaux céramiques, du type de la cordiérite, la mullite, la porcelaine, les nitrures de silicium et de bore, le carbure de silicium, peuvent aussi être utilisés comme inerte.Ceramic materials, such as cordierite, mullite, porcelain, silicon and boron nitrides, silicon carbide, can also be used as inert.
Le catalyseur mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention, dilué ou non, se présente sous forme de particules ou de monolithe.The catalyst used in the process according to the invention, diluted or not, is in the form of particles or of monolith.
Si le catalyseur est constitué de particules, la granuiométrie de celles-ci dépend du mode d'utilisation du catalyseur. Elle peut donc varier dans de larges limites, comme notamment être comprise entre quelques micromètres et une dizaine de millimètres. Plus particulièrement, et à titre indicatif, un catalyseur utilisé en lit fixe, présente une répartition granulométrique généralement comprise entre 0,5 et 6 mm. La granuiométrie des particules d'un catalyseur utilisé en lit fluidisé ou mobile, est habituellement comprise entre 5 et 700 microns, et de préférence comprise entre 5 et 200 microns pour 80% des particules.If the catalyst consists of particles, the particle size of these depends on the mode of use of the catalyst. It can therefore vary within wide limits, such as in particular being between a few micrometers and a ten millimeters. More particularly, and by way of indication, a catalyst used in a fixed bed has a particle size distribution generally between 0.5 and 6 mm. The particle size of the particles of a catalyst used in a fluidized or moving bed is usually between 5 and 700 microns, and preferably between 5 and 200 microns for 80% of the particles.
Si le catalyseur est constitué de particules, toutes les formes conviennent à la mise en oeuvre de l'invention. Ainsi, le catalyseur peut se trouver par exemple sous la forme de billes ou d'anneaux. Par anneaux on désigne des objets creux dont la section est circulaire, parallélipipèdique, ellipsoïdale entre autres. On peut de même envisager tout autre type de structure complexe obtenu par extrusion de l'inerte par exemple (croix, étoile, etc.).If the catalyst consists of particles, all the forms are suitable for the implementation of the invention. Thus, the catalyst can be, for example, in the form of beads or rings. By rings we mean hollow objects whose section is circular, parallelipiped, ellipsoidal among others. One can likewise envisage any other type of complex structure obtained by extrusion of the inert for example (cross, star, etc.).
D'une façon classique, la quantité d'inerte entrant dans la composition du catalyseur varie dans de larges limites dépendant, la plupart du temps, du mode de mise en forme du catalyseur.In a conventional manner, the quantity of inert entering into the composition of the catalyst varies within wide limits depending, most of the time, on the method of shaping of the catalyst.
Ainsi, les catalyseurs obtenus par enrobage ou dépôt de la phase active sur le matériau inerte présentent une quantité de phase active variant habituellement entre 0,1 et 30% et, de préférence entre 2 et 20% en poids total de catalyseur (phase active + inerte). Dans les cas où le catalyseur comprend la phase active dispersée dans un inerte, la quantité de phase active est comprise entre 1 et 90% en poids total de catalyseur.Thus, the catalysts obtained by coating or depositing the active phase on the inert material have an amount of active phase usually varying between 0.1 and 30% and, preferably between 2 and 20% by total weight of catalyst (active phase + inert). In cases where the catalyst comprises the active phase dispersed in an inert, the amount of active phase is between 1 and 90% by total weight of catalyst.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la phase active du catalyseur enrobe l'inerte présent. Le catalyseur peut être préparé selon toute méthode classique, simple et reproductible, ce qui constitue un avantage supplémentaire de l'invention.According to a preferred embodiment of the invention, the active phase of the catalyst coats the inert present. The catalyst can be prepared according to any conventional, simple and reproducible method, which constitutes an additional advantage of the invention.
Les hétéropolyacides sont des composés connus et l'homme du métier pourra se référer aux publications les concernant pour les préparer.Heteropolyacids are known compounds and a person skilled in the art can refer to the publications relating to them to prepare them.
En ce qui concerne plus particulièrement les hétéropolyacides, c'est-à-dire les composés pour lesquels A représente un atome d'hydrogène, on peut notamment mettre en oeuvre deux types de procédés.As regards more particularly heteropolyacids, that is to say the compounds for which A represents a hydrogen atom, it is possible in particular to implement two types of process.
Selon une première méthode convenant plus particulièrement à la préparation d'hétéropolyacides dans lesquels b vaut 0 et d vaut 1 , on porte à reflux dans l'eau pendant 24 h un mélange comprenant les éléments constitutifs de l'hétéropolyacide, de préférence sous forme d'oxydes.According to a first method more particularly suitable for the preparation of heteropolyacids in which b is 0 and d is 1, a mixture comprising the constituent elements of the heteropolyacid is refluxed in water for 24 hours, preferably in the form of 'oxides.
Une autre méthode d'obtention des hétéropolyacides du même type que précédemment et pour lesquels la valeur de c est comprise entre 6 et 12, consiste à préparer une solution des éléments constitutifs de l'HPA, présents sous la forme de sels de métaux alcalins ou alcalino-terreux. Celle-ci est obtenue en solubilisant lesdits composés dans de l'eau.Another method of obtaining heteropolyacids of the same type as above and for which the value of c is between 6 and 12, consists in preparing a solution of the constituent elements of HPA, present in the form of alkali or alkaline earth metal salts. This is obtained by dissolving said compounds in water.
Une fois la solution obtenue, celle-ci est neutralisée par l'ajout d'un acide minéral tel que l'acide chlorhydrique notamment. Le produit résultant est extrait du milieu avec de l'éther puis mis en contact avec de l'eau distillée pour obtenir une solution aqueuse, de laquelle on peut cristalliser l'hétéropolyacide.Once the solution obtained, it is neutralized by the addition of a mineral acid such as hydrochloric acid in particular. The resulting product is extracted from the medium with ether and then contacted with distilled water to obtain an aqueous solution, from which the heteropolyacid can be crystallized.
A l'issue de chacune de ces deux méthodes, il est possible d'obtenir, par évaporation ou cristallisation, l'hétéropolyacide désiré. Celui-ci peut être utilisé directement en tant que catalyseur dans la réaction selon l'invention, éventuellement après avoir subi une étape de calcination qui sera décrite ci- après.At the end of each of these two methods, it is possible to obtain, by evaporation or crystallization, the desired heteropolyacid. This can be used directly as a catalyst in the reaction according to the invention, optionally after having undergone a calcination step which will be described below.
D'une façon usuelle, et dans le cas où le catalyseur mis en oeuvre comprend un support, la mise en contact de l'hétéropolyacide avec ledit support est effectuée par le moyen, par exemple, d'une imprégnation à sec, bien que d'autres voies ne soient pas exclues a priori. A ce titre, on peut citer le mélange des divers constituants, hétéropolyacide et support sous forme solide par exemple.In a usual way, and in the case where the catalyst used comprises a support, the contacting of the heteropolyacid with said support is carried out by means, for example, of a dry impregnation, although d other routes are not excluded a priori. As such, mention may be made of the mixture of the various constituents, heteropolyacid and support in solid form for example.
Selon la méthode d'imprégnation, on met en contact le support tel que défini auparavant, avec une solution d'hétéropolyacide dans une quantité telle que le rapport atomique, (C+E)/élément métallique du support, soit compris entre 0,1 et 30% et, de préférence entre 5 et 20%.According to the impregnation method, the support is brought into contact as defined above, with a solution of heteropolyacid in an amount such that the atomic ratio, (C + E) / metallic element of the support, is between 0.1 and 30% and, preferably between 5 and 20%.
On sèche ensuite la suspension résultante. Cette étape de séchage peut avantageusement être effectuée en deux temps : le premier consistant à évaporer le solvant ou dispersant du mélange, plus particulièrement l'eau, jusqu'à siccité, le second à sécher la pâte ainsi obtenue.The resulting suspension is then dried. This drying step can advantageously be carried out in two stages: the first consisting in evaporating the solvent or dispersant from the mixture, more particularly water, until dry, the second in drying the paste thus obtained.
Généralement, la première étape est réalisée à une température variant de 20 à 100°C, sous vide ou non, pendant la durée nécessaire pour obtenir une pâte.Generally, the first step is carried out at a temperature varying from 20 to 100 ° C., under vacuum or not, for the time necessary to obtain a paste.
L'évaporation est habituellement effectuée sous agitation. La pâte obtenue est ensuite séchée, dans un second temps, sous une atmosphère, de préférence non réductrice, comme l'oxygène ou l'air par exemple, pendant une durée moyenne de 15 h.Evaporation is usually carried out with stirring. The paste obtained is then dried, in a second step, under an atmosphere, preferably non-reducing, such as oxygen or air for example, for an average duration of 15 h.
La température de séchage est habituellement comprise entre 100 et 150°C. II est à noter que d'autres méthodes de séchage peuvent être envisagées, telles que par exemple le séchage de la suspension par atomisation dans tout type d'appareillage et dans des conditions connues de l'homme du métier. Le produit séché est ensuite soumis à une étape de calcination. Celle-ci est réalisée, de façon classique, sous une atmosphère non réductrice. Avantageusement on utilise l'air mais l'oxygène pourrait tout aussi bien être employé.The drying temperature is usually between 100 and 150 ° C. It should be noted that other drying methods can be envisaged, such as for example drying the suspension by atomization in any type of apparatus and under conditions known to those skilled in the art. The dried product is then subjected to a calcination step. This is carried out, in a conventional manner, under a non-reducing atmosphere. Advantageously, air is used, but oxygen could just as easily be used.
La température de calcination est habituellement comprise entre 200 et 500°C.The calcination temperature is usually between 200 and 500 ° C.
Généralement, la durée de l'opération varie entre 1 et 24 h.Generally, the duration of the operation varies between 1 and 24 hours.
Préalablement et/ou postérieurement à l'étape de calcination, le produit séché peut subir une étape de désagglomération.Before and / or after the calcination step, the dried product can undergo a deagglomeration step.
Dans le cas où le catalyseur mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention comprend un inerte, on met de préférence en oeuvre la méthode d'enrobage.In the case where the catalyst used in the process according to the invention comprises an inert, the coating method is preferably used.
Ainsi, on met en contact l'inerte, de préférence sous forme de particules rugueuses, et la phase active dans un mélangeur à fort cisaillement (appareils type LODIGE) ou dans un appareil de granulation (drageoirs, sous forme de tambour ou assiette).Thus, the inert is brought into contact, preferably in the form of rough particles, and the active phase in a high shear mixer (LODIGE type devices) or in a granulation device (drageers, in the form of a drum or plate).
L'opération est effectuée en général à une température variant entre 20 et 150°C pendant la durée nécessaire à l'enrobage du matériau inerte par la quantité désirée de phase active, plus particulièrement sous air, pendant au moins 30 mn. Les particules ainsi obtenues sont habituellement calcinées à une température comprise entre 300 et 500°C.The operation is generally carried out at a temperature varying between 20 and 150 ° C. for the time necessary for coating the inert material with the desired quantity of active phase, more particularly in air, for at least 30 min. The particles thus obtained are usually calcined at a temperature between 300 and 500 ° C.
La durée de la calcination est généralement d'au moins 3 h.The duration of the calcination is generally at least 3 h.
Bien entendu, tous ces modes de préparation de l'hétéropolyacide (HPA), de la mise en contact dudit HPA avec le support et/ou l'inerte, ne sont donnés qu'à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas constituer une liste exhaustive.Of course, all these methods of preparing the heteropolyacid (HPA), of bringing said HPA into contact with the support and / or the inert, are only given for information and can in no case constitute a list exhaustive.
Ainsi que cela a été mentionné auparavant, le procédé selon l'invention consiste à effectuer une oxydation ménagée d'un substrat qui présente un chaînon (> CH-), avantageusement méthylène (CH2), porteur d'au moins un groupe (ou atome) électroattracteur avec une source d'oxygène, en présence d'un catalyseur tel que décrit précédemment.As mentioned previously, the method according to the invention consists in carrying out a controlled oxidation of a substrate which has a link (> CH-), advantageously methylene (CH2), carrying at least one group (or atom ) electron-withdrawing device with a source of oxygen, in the presence of a catalyst as described above.
Comme la réaction est avantageusement menée avec le substrat en phase gazeuse, il est souhaitable, pour obtenir une productivité significative, que le substrat présente une pression vapeur saturante d'au moins 1 kiloPascal à la température à laquelle l'oxydation est menée, avantageusement 5, de préférence 10 kiloPascals. Il est préférable que ces valeurs soient atteintes dès 200°C (3 chiffres significatifs), avantageusement dès 180°C.As the reaction is advantageously carried out with the substrate in the gas phase, it is desirable, in order to obtain significant productivity, that the substrate have a saturated vapor pressure of at least 1 kiloPascal at the temperature at which the oxidation is carried out, advantageously 5 , preferably 10 kiloPascals. It is preferable that these values are reached from 200 ° C (3 significant figures), advantageously from 180 ° C.
Il est souhaitable que ledit chaînon méthylène porte un hydrogène et forme donc un méthyle. Il est souhaitable que ledit groupe (ou atome) électroattracteur soit difficilement oxydable, c'est-à-dire que lorsque l'on remplace la liaison ouverte par un fluor le composé ainsi construit ne soit réputé inflammable au sens des directives européennes sur le transport au jour du dépôt de la présente demande.It is desirable that said methylene link carries a hydrogen and therefore forms a methyl. It is desirable that said electron-withdrawing group (or atom) be difficult to oxidize, that is to say that when the open bond is replaced by a fluorine the compound thus constructed is not considered to be flammable within the meaning of the European directives on transport. on the day of filing of this request.
Avantageusement le(s)dit(s) groupe(s) [ou atome(s)] électroattracteur(s) présentent au moins un atome d'halogène, avantageusement du fluor.Advantageously, the said electron-withdrawing group (s) [or atom (s)] have at least one halogen atom, advantageously fluorine.
Les résultats, ainsi que cela a été dit dans l'introduction, présentent un intérêt particulier lorsque la liaison entre ledit groupe et ledit chaînon > CH- est portée par un carbone porteur d'au moins deux atomes d'halogène dont avantageusement au moins un, de préférence au moins deux sont fluors.The results, as has been said in the introduction, are of particular interest when the bond between said group and said link> CH- is carried by a carbon carrying at least two halogen atoms, advantageously at least one , preferably at least two are fluors.
Ledit groupe électroattracteur est avantageusement choisi parmi les groupes hautement halogènes, c'est-à-dire les groupes dont le rapport ΣHydrogène/∑Halogène est au plus égal à 1 , avantageusement à 2/3, de préférence à 1/2. En particulier on peut citer les radicaux trihaiogénométhyies, pentahalogénoéthyles, dihalogénométhyle, tétrahalogénoéthyle, penta- ou hexa- halogénopropyles hexa-, hepta- ou octa-halogénobutyles.Said electron-withdrawing group is advantageously chosen from highly halogen groups, that is to say groups whose ΣHydrogen / ∑Halogen ratio is at most equal to 1, advantageously 2/3, preferably 1/2. In particular, mention may be made of the trihaiogenomethyl, pentahaloethyl, dihalogenomethyl, tetrahaloethyl, penta- or hexa-halo-propyl hex, hepta- or octa-halobutyl radicals.
Sauf si l'on désire réaliser l'oxydation à deux endroits du substrat, ledit groupe électroattracteur est avantageusement choisi parmi les groupes perhalogénés, de préférence parmi les groupes perfluorés Rf.Unless it is desired to carry out the oxidation at two locations on the substrate, said electron-withdrawing group is advantageously chosen from perhalogenated groups, preferably from perfluorinated groups Rf.
Il est souhaitable que lesdits halogènes soient avantageusement au moins pour la moitié des fluors, de préférence ledit groupe est choisi parmi les groupes Rf tels que trifluorométhyle ou pentafluoroéthyle, ou les groupes hautement fluorés comme par exemple, difluorométhyle, tétrafluoroéthyle, penta- ou hexa- fluoropropyles hepta- ou octa-fluorobutyles. Comme indiqué plus haut, il est préférable que les halogènes soient disposés de manière qu'il y ait au moins deux atomes d'halogènes sur le carbone vicinal du chaînon à oxyder.It is desirable that said halogens are advantageously at least for half of the fluorines, preferably said group is chosen from Rf groups such as trifluoromethyl or pentafluoroethyl, or highly fluorinated groups such as, for example, difluoromethyl, tetrafluoroethyl, penta- or hexa- hepta- or octa-fluorobutyl fluoropropyls. As indicated above, it is preferable that the halogens are arranged so that there are at least two halogen atoms on the vicinal carbon of the link to be oxidized.
Comme cela appert de ce qui précède, ledit chaînon (à oxyder) > CH-, peut porter un radical alcoyle, un deuxième groupe électroattracteur (voire un troisième) ou, de préférence, un hydrogène (formant ainsi un méthylène stricto sensu).As appears from the above, said link (to be oxidized)> CH-, can carry an alkyl radical, a second electron-withdrawing group (or even a third) or, preferably, a hydrogen (thus forming a methylene stricto sensu).
[dans la présente description ALCO-y/e est pris dans son sens étymologique de reste hydrocarboné d'un ALCO-O/ après ignorance de la fonction alcool (ou ol)] ; Un deuxième groupe électroattracteur peut être relié au premier groupe électroattracteur pour former un cycle.[in the present description ALCO-y / e is taken in its etymological sense of hydrocarbon residue of an ALCO-O / after ignorance of the alcohol (or ol) function]; A second electron-withdrawing group can be connected to the first electron-withdrawing group to form a cycle.
Ledit chaînon > CH- peut porter un groupe acrylique. Ledit chaînon > CH- peut avantageusement être un groupe méthylène (CH2), portant de préférence un hydrogène pour former un radical méthyle. On peut écrire les substrats préférés de la manière suivante :Said link> CH- can carry an acrylic group. Said link> CH- may advantageously be a methylene group (CH2), preferably carrying a hydrogen to form a methyl radical. Preferred substrates can be written as follows:
GEA-CH(R1)(R2) où (GEA) représente un groupe électroattracteur (y compris atome), avantageusement par effet inducteur (voir supra) ; où R-j représente soit un hydrogène soit un groupe électroattracteur (y compris atome) ; où R2 représente soit un hydrogène, voire un groupe alcoyle (mais cela n'est pas préféré).GEA-CH (R 1 ) (R 2 ) where (GEA) represents an electron-withdrawing group (including atom), advantageously by inducing effect (see above); where Rj represents either a hydrogen or an electron-withdrawing group (including atom); where R2 represents either a hydrogen or even an alkyl group (but this is not preferred).
Parmi les atomes formant un groupe électroattracteur, on préfère les halogènes, avantageusement légers (Cl et F), de préférence le fluor. On préfère toutefois les groupes électroattracteurs plus complexes reliés au carbone à oxyder (> CH-) par une liaison carbone-carbone. II est souhaitable que l'un, de préférence les deux des R^ et R2 soientAmong the atoms forming an electron-withdrawing group, halogens, advantageously light (Cl and F), preferably fluorine, are preferred. However, the more complex electron-withdrawing groups are preferred, linked to the carbon to be oxidized (> CH-) by a carbon-carbon bond. It is desirable that one, preferably both of R ^ and R2 are
Hydrogène.Hydrogen.
GEA peut porter un autre site oxydable en sorte que l'on puisse faire des éthers ou esters oligomères, ou plutôt lorsque la distance la plus courte entre les deux sites s'y prête (deux, trois ou quatre chaînons [avantageusement perhalogénés, de préférence perfluorés], non compris les sites méthylèniques d'oxydation), un cycle éther, voire ester.GEA can carry another oxidizable site so that oligomeric ethers or esters can be made, or rather when the shortest distance between the two sites is suitable (two, three or four links [advantageously perhalogenated, preferably perfluorinated], not including the methylene oxidation sites), an ether or even ester cycle.
Il est également possible de soumettre deux substrats simultanément, notamment pour former des éthers dissymétriques. Pour ce faire, le rapport molaire optimum entre les deux substrats doit être déterminé au cas par cas. Les substrat sont limités en masse moléculaire par la contrainte de volatilité.It is also possible to submit two substrates simultaneously, in particular to form asymmetric ethers. To do this, the optimum molar ratio between the two substrates must be determined on a case-by-case basis. The substrates are limited in molecular mass by the volatility constraint.
On peut indiquer que ces composés ont en général au plus environ 20 atomes de carbone, avantageusement au plus 15 atomes de carbone, de préférence au plus 10 atomes de carbone, plus préférentiellement au plus 8 atomes de carbone. Dans la présente description le terme "environ" est employé pour mettre en exergue le fait que les valeurs qui le suivent correspondent à des arrondis mathématiques et notamment que lorsque le ou les chiffres les plus à droite d'un nombre sont des zéros, ces zéros sont des zéros de position et non des chiffres significatifs, sauf bien entendu s'il en est précisé autrement. Si l'on revient sur la composition du catalyseur, rappelons que, selon une variante avantageuse de la présente invention, la réaction est avantageusement menée en présence d'un catalyseur dont la phase active est obtenue à partir d'un hétéropolyacide de formule (I) dans laquelle D est le phosphore, E le vanadium, e est compris entre 1 et 3 inclus, d vaut 1 , la somme de c+e est égale à 12 et x = 40. L'on effectue avantageusement la réaction en présence d'un catalyseur dont ladite phase active est déposée sur un support. En particulier, l'on effectue la réaction en présence d'un catalyseur dont la dite phase active est déposée sur un support et que le support est choisi parmi les bioxydes de titane, silicium, zirconium, cérium, et d'étain, l'alumine, la silice-alumine, ou leurs mélanges.It can be indicated that these compounds generally have at most about 20 carbon atoms, advantageously at most 15 carbon atoms, preferably at most 10 carbon atoms, more preferably at most 8 carbon atoms. In the present description the term "approximately" is used to highlight the fact that the values which follow it correspond to mathematical rounding and in particular that when the digit (s) furthest to the right of a number are zeros, these zeros are position zeros and not significant digits, unless of course specified otherwise. Returning to the composition of the catalyst, it should be recalled that, according to an advantageous variant of the present invention, the reaction is advantageously carried out in the presence of a catalyst whose active phase is obtained from a heteropolyacid of formula (I ) in which D is phosphorus, E le vanadium, e is between 1 and 3 inclusive, d is 1, the sum of c + e is equal to 12 and x = 40. The reaction is advantageously carried out in the presence of a catalyst whose active phase is deposited on a support. In particular, the reaction is carried out in the presence of a catalyst the said active phase of which is deposited on a support and that the support is chosen from titanium, silicon, zirconium, cerium and tin bioxides. alumina, silica-alumina, or mixtures thereof.
Selon une mise en oeuvre particulièrement avantageuse de la présente invention, l'on effectue la réaction avec un mélange gazeux comprenant 0,1 à 99,9% en mole de substrat, et plus particulièrement entre 0,1 et 3% ou entre 10 et 99% en mole de substrat et l'on utilise de préférence comme source d'oxygène de l'air, de l'oxygène ou du protoxyde d'azote.According to a particularly advantageous implementation of the present invention, the reaction is carried out with a gas mixture comprising 0.1 to 99.9% by mole of substrate, and more particularly between 0.1 and 3% or between 10 and 99% by mole of substrate and is preferably used as a source of oxygen in the air, oxygen or nitrous oxide.
Par ailleurs, l'on effectue la réaction avec un mélange gazeux comprenant 0,1 à 99,9% en mole d'oxygène et, plus particulièrement, comprenant entre 1 et 90% ou entre 97 et 99,9% en mole d'oxygène.Furthermore, the reaction is carried out with a gas mixture comprising 0.1 to 99.9% by mole of oxygen and, more particularly, comprising between 1 and 90% or between 97 and 99.9% by mole of oxygen.
L'on utilise avantageusement un mélange gazeux présentant un rapport molaire substrat/oxygène inférieur à 20 et, plus particulièrement, compris entre 0,01 et 0,2 ou entre 0,6 et 18.Advantageously, a gas mixture having a substrate / oxygen molar ratio of less than 20 and, more particularly, between 0.01 and 0.2 or between 0.6 and 18 is used.
Selon une variante avantageuse de la présente invention, on effectue la réaction en présence d'un diluant choisi parmi l'eau, ou les gaz inertes, ou des gaz recyclés de la réaction, seuls ou en mélange et, plus particulièrement, un mélange gazeux comprenant 0,1 à 70% en mole d'eau et, de préférence, comprenant 1 à 20% en mole d'eau.According to an advantageous variant of the present invention, the reaction is carried out in the presence of a diluent chosen from water, or inert gases, or recycled gases from the reaction, alone or as a mixture and, more particularly, a gaseous mixture comprising 0.1 to 70 mol% of water and preferably comprising 1 to 20 mol% of water.
Selon une mise en oeuvre particulièrement avantageuse de la présente invention, l'hétéropolyacide de formule (I) répond à la formule brute (III) :According to a particularly advantageous implementation of the present invention, the heteropolyacid of formula (I) corresponds to the crude formula (III):
H3ΨΔ12O40 avec :H 3 ΨΔ 12 O40 with:
Ψ représentant les atomes ou entités suivantes P, As, Sb, HSi, HGe, H2B ; Δ représentant les atomes ou entités suivantes W, Mo, HV et leurs mélanges.Ψ representing the following atoms or entities P, As, Sb, HSi, HGe, H 2 B; Δ representing the following atoms or entities W, Mo, HV and their mixtures.
En d'autres termes, Ψ représente une entité (y compris un atome) pentavalente choisie parmi P, As, Sb, HSi, HGe, H2B , voire les mélanges qu'ils forment entre eux, avantageusement parmi les atomes de phosphore et d'arsenic, de préférence Ψ représente le phosphore. Δ représente une entité (y compris un atome) hexavalente choisie parmi W, Mo, HV et leurs mélanges. Lorsque Δ représente un mélange, il est préconisé que le rapport atomique (W + Mo)/(W + Mo + V) soit au moins égal à 1/3, avantageusement à 1/2, de préférence à 2/3.In other words, Ψ represents a pentavalent entity (including an atom) chosen from P, As, Sb, HSi, HGe, H 2 B, or even the mixtures they form with one another, advantageously among the phosphorus atoms and arsenic, preferably Ψ represents phosphorus. Δ represents a hexavalent entity (including an atom) chosen from W, Mo, HV and their mixtures. When Δ represents a mixture, it is recommended that the atomic ratio (W + Mo) / (W + Mo + V) be at least equal to 1/3, advantageously 1/2, preferably 2/3.
Les valeurs de Ψ rassemblent les mêmes éléments que D mais apportent une relation plus contraignante entre le choix de ces éléments et le nombre d'hydrogène(s) dans l'HPA.The values of Ψ bring together the same elements as D but provide a more restrictive relationship between the choice of these elements and the number of hydrogen (s) in HPA.
Les valeurs de Δ rassemblent des éléments communs à C et E mais apportent une relation plus contraignante entre le nombre de vanadium V et le nombre d'hydrogène(s) dans l'HPA ; cela explicite que le remplacement d'un molybdène ou d'un tungstène hexavalent par un vanadium V doit être compensé par l'apport d'une valence extérieure [dans la formule I cette compensation est apportée par les métaux de E (hors V) en raison inverse de leur valence (par exemple on n'ajoute qu'un tiers en mole de trivalent par vanadium V introduit) et par H, alors que dans la formule III la compensation est réalisée à raison d'un hydrogène par Vanadium V puisque un hydrogène n'apporte qu'une seule valence].The values of Δ bring together elements common to C and E but provide a more restrictive relationship between the number of vanadium V and the number of hydrogen (s) in HPA; this explains that the replacement of a molybdenum or a hexavalent tungsten by a vanadium V must be compensated by the contribution of an external valence [in formula I this compensation is brought by the metals of E (except V) in inverse reason for their valence (for example, only one third in mole of trivalent is added per vanadium V introduced) and by H, while in formula III compensation is carried out at the rate of hydrogen by Vanadium V since a hydrogen brings only one valence].
Il est souhaitable que l'hétéropolyacide de formule (III) présente une structure dite de Keggin.It is desirable that the heteropolyacid of formula (III) have a so-called Keggin structure.
Selon la présente invention le rôle de delta (Δ) est important pour le niveau d'oxydation obtenu (voir infra).According to the present invention the role of delta (Δ) is important for the level of oxidation obtained (see below).
Ainsi, l'hétéropolyacide de formule (III) peut être tel que Δ est un mélange d'au moins deux atomes ou entités.Thus, the heteropolyacid of formula (III) can be such that Δ is a mixture of at least two atoms or entities.
Selon une option, l'hétéropolyacide de formule (III) est tel que Δ présente un rapport atomique W/Mo au moins égal à 1/2, avantageusement à 1 , de préférence à 2.According to one option, the heteropolyacid of formula (III) is such that Δ has an atomic ratio W / Mo at least equal to 1/2, advantageously to 1, preferably to 2.
Selon une variante l'hétéropolyacide de formule (III) est tel que Δ présente un rapport atomique V/(W + Mo + V) au moins égal à 1/12, avantageusement à 1/6, de préférence à 1/4.According to a variant, the heteropolyacid of formula (III) is such that Δ has an atomic ratio V / (W + Mo + V) at least equal to 1/12, advantageously 1/6, preferably 1/4.
Plus précisément si l'on désire que le substrat soit oxydé en acide carboxylique (essentiellement dans le cas où ledit chaînon > CH- est méthyle) et l'on préférera que l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) soient tels que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au moins égal à 3, avantageusement à 4, de préférence à 5.More precisely if it is desired that the substrate be oxidized to carboxylic acid (essentially in the case where said link> CH- is methyl) and it will be preferred that the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all the hydrogens present and Ψ is at least equal to 3, advantageously to 4, preferably to 5.
Si l'on désire que le substrat soit oxydé à l'état moyen II (par exemple en ester ou en cétone), l'on préférera que l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) soient tels que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au moins égal à 2 et au plus égal à 3.If it is desired that the substrate be oxidized in the medium state II (for example into an ester or a ketone), it will be preferred that the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all the hydrogens present and Ψ is at least equal to 2 and at most equal to 3.
i l Si l'on désire que le substrat soit oxydé en éther, l'on préférera que l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) soient tels que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents (c'est-à-dire y compris ceux apportés par l'entité (HV) dans Δ et par les entités HSi, HGe, H2B dans Ψ) et Ψ soit au plus égal à 3, avantageusement à 2, de préférence à 1. Il est également préférable que l'entité cationique [AaBb] se substituant au moins partiellement à l'hydrogène comporte du vanadium IV (VO++).he If it is desired that the substrate be oxidized to ether, it will be preferred that the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all of the hydrogens present (c (i.e. including those provided by the entity (HV) in Δ and by the entities HSi, HGe, H2B in Ψ) and Ψ is at most equal to 3, advantageously to 2, preferably to 1. It it is also preferable that the cationic entity [AaBb] at least partially replacing the hydrogen comprises vanadium IV (VO ++).
Ainsi la présente invention vise également une composition qui comporte une phase support choisie parmi les bioxydes de titane, de zirconium et leur mélange et au moins une phase hétéropolyacide de formule (III) dans laquelle Δ présente un rapport atomique W/Mo au moins égal à 1/12, avantageusement àThus the present invention also relates to a composition which comprises a support phase chosen from titanium and zirconium bioxides and their mixture and at least one heteropolyacid phase of formula (III) in which Δ has an atomic ratio W / Mo at least equal to 1/12, preferably at
1/4, de préférence à 1/3.1/4, preferably 1/3.
Est aussi visée une composition où l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) sont tels que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au plus égal à 3, avantageusement à 2, de préférence à 1.Also targeted is a composition where the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between the totality of the hydrogens present and au is at most equal to 3, advantageously to 2, of preferably 1.
Est aussi visée une composition où l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) sont tels que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au moins égal à 3, avantageusement à 4, de préférence à 5.Also targeted is a composition where the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between the totality of the hydrogens present and Ψ is at least equal to 3, advantageously to 4, of preferably 5.
Selon une variante avantageuse de la présente invention, l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) sont tels que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au moins égal à 2 et au plus égal à 3. Avantageusement l'hétéropolyacide de formule (III) présente une structure dite de Keggin.According to an advantageous variant of the present invention, the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all the hydrogens present and Ψ is at least equal to 2 and at most equal to 3. Advantageously, the heteropolyacid of formula (III) has a so-called Keggin structure.
De préférence, l'hétéropolyacide de formule (III) est tel que Δ est un mélange d'au moins deux atomes ou entités.Preferably, the heteropolyacid of formula (III) is such that Δ is a mixture of at least two atoms or entities.
Il est intéressant que l'hétéropolyacide présente une formule (III) telle que Δ corresponde à un rapport atomique W/Mo au moins égal à 1/2, avantageusement à 1 , de préférence à 2.It is interesting that the heteropolyacid has a formula (III) such that Δ corresponds to an atomic ratio W / Mo at least equal to 1/2, advantageously to 1, preferably to 2.
Il peut également être avantageux que l'hétéropolyacide présente une formule (III) telle que Δ corresponde à un rapport atomique V/(W + Mo + V) au moins égal à 1/12, avantageusement à 1/6, de préférence à 1/4.It may also be advantageous for the heteropolyacid to have a formula (III) such that Δ corresponds to an atomic ratio V / (W + Mo + V) at least equal to 1/12, advantageously 1/6, preferably 1 / 4.
Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention. GénéralitésThe following nonlimiting examples illustrate the invention. Overview
Réactions principales observées :Main reactions observed:
CF3CH3 + 3/2 O2 →CF3CO2H + H2O 2CF3CH3 + O2 →(CF3CH2)O + H2O 2CF3CH3 + 2 O2 →CF3CO2CH2CF3 + 2H2OCF 3 CH 3 + 3/2 O 2 → CF 3 CO 2 H + H 2 O 2CF 3 CH 3 + O 2 → (CF 3 CH 2 ) O + H 2 O 2CF 3 CH 3 + 2 O 2 → CF 3 CO 2 CH 2 CF 3 + 2H 2 O
Réactions mineures réputées parasites :Minor reactions deemed to be parasitic:
CF3CH3 + 3/2 O2 →CO2 + CF3H + H2O CF3CH3 + 1 O2 →CO2 + CF3H + H2OCF 3 CH 3 + 3/2 O 2 → CO 2 + CF 3 H + H 2 O CF 3 CH 3 + 1 O 2 → CO 2 + CF 3 H + H 2 O
1. Mode opératoire général Schéma de principe1. General operating procedure Schematic diagram
Oxygène'Oxygen'
Trifluoroéthane Boîte chaudeTrifluoroethane Hot box
AzoteNitrogen
HéliumHelium
Analyse CPG en ligneOnline GIC Analysis
CatalyseursCatalysts
Nous avons effectué un essai à blanc, soit un test du support Ti02 à 250°C durant sept heures.We carried out a blank test, ie a test of the Ti0 2 support at 250 ° C for seven hours.
Il s'avère que ce solide est faiblement actif (3 < TTF143a < 4%) et conduit préférentiellement à de la combustion (Sél. COx = 95%).It turns out that this solid is weakly active (3 <TTF143a <4%) and preferentially leads to combustion (Sel. CO x = 95%).
Trois familles de catalyseurs peuvent être identifiées :Three families of catalysts can be identified:
té entee in
Conditions opératoires Operating conditions
Masse de l'échantillon : 1 gramme de catalyseur en poudre,Mass of the sample: 1 gram of powdered catalyst,
(dilué à 3 ml dans du carbure de silicium),(diluted to 3 ml in silicon carbide),
Pression : 1 bar (c'est-à-dire 105 Pa) absolu, Réactifs : F143a/02/H20/ιnerte = 15,6/15,6/7,8/61 % mol inerte : He : 55,9 et N2 : 5,1 % mol,Pressure: 1 bar (i.e. 10 5 Pa) absolute, Reagents: F143a / 0 2 / H 2 0 / inert = 15.6 / 15.6 / 7.8 / 61% inert inert: He: 55.9 and N 2 : 5.1% mol,
Température : entre 175 et 250°C.Temperature: between 175 and 250 ° C.
- T Température- T Temperature
- opt. Optimale- opt. Optimal
Taux de transformationConversion rate
Sel. Sélectivité exprimée en % molaire COx C02 + CO Ether (CF3CH2)20 TFA Acide trifluoroacétiqueSalt. Selectivity expressed in molar% COx C0 2 + CO Ether (CF 3 CH 2 ) 2 0 TFA Trifluoroacetic acid
L'essai type se déroule sur deux jours et comporte deux parties.The typical test takes place over two days and has two parts.
1.1 Essai à température variable1.1 Variable temperature test
Il y a analyse des effluents gazeux par palier de température de 25°C entre 175 et 250°C, soit quatre analyses séparées par 1 h15 d'intervalle chacune.There is an analysis of the gaseous effluents in temperature stages of 25 ° C between 175 and 250 ° C, that is to say four analyzes separated by an hour and a half each.
Les résultats sont analysés et l'on détermine ainsi la température optimale, point de fonctionnement de la seconde partie.The results are analyzed and the optimum temperature is determined, the operating point of the second part.
Catalyseurs sélectifs en TFA (acide trifluoroacétique)Selective catalysts in TFA (trifluoroacetic acid)
Catalyseurs sélectifs TFA et ester (CF-,CO9CH9CFι) Selective TFA and ester catalysts (CF-, CO 9 CH 9 CFι)
Catalyseurs sélectifs en éther ((CF^CHo)?O)Selective ether catalysts ((CF ^ CHo) ? O)
*peut également être considéré comme a = 1 A = H* can also be considered as a = 1 A = H
1.2 Essai à température optimale1.2 Optimal temperature test
C'est la température à laquelle on obtient le meilleur compromis entre le taux de transformation global du R143a (CF3-CH3) et la sélectivité totale en produits d'oxydation ménagée (hors combustion : C02 et CO). Cette température est soit 225°C, soit 250°C.This is the temperature at which the best compromise is obtained between the overall conversion rate of R143a (CF3-CH3) and the total selectivity to controlled oxidation products (excluding combustion: C0 2 and CO). This temperature is either 225 ° C or 250 ° C.
A partir de cette température maintenue constante, nous effectuons une analyse par heure, afin de suivre l'évolution des performances en fonction du temps. Le temps d'étude a varié de 5h30 à 46h00, suivant :From this temperature kept constant, we perform an analysis per hour, in order to follow the evolution of performance as a function of time. The study time varied from 5:30 to 46:00, depending on:
- la stabilité des valeurs observées,- the stability of the observed values,
- la décroissance possible du taux de transformation du F143a initial. Catalyseurs sélectifs en TFA- the possible decrease in the transformation rate of the initial F143a. Selective catalysts in TFA
Cataivseurs sélectifs en TFA et ester (CF.COOCHPCFSelective catalysts in TFA and ester (CF.COOCHPCF
*Sél. ester = 65,2% Catalyseurs sélectifs en éther*Salt. ester = 65.2% Selective ether catalysts
2. Préparation et caractéristiques des catalyseurs2. Preparation and characteristics of the catalysts
Les HPA ont été imprégnés à sec sur le support Ti02 selon la procédure décrite ci-dessus.The HPAs were dry impregnated on the Ti0 2 support according to the procedure described above.
Le support Ti02 a une aire spécifique de 86 m2/kg et un volume poreux à l'eau de 0,94 ml/g.The Ti0 2 support has a specific area of 86 m 2 / kg and a pore volume with water of 0.94 ml / g.
L'imprégnation a été réalisée sur 10 g de support et calculée afin d'obtenir une monocouche théorique d'HPA sur celui-ci telle que : somme métaux/Ti = 0,167 en atome. La masse d'HPA a été dissoute dans 9,4 ml d'eau permutée à 40°C. Ensuite, le support a été imprégné par la solution limpide et à température ambiante. Dans certains cas, il a fallu deux imprégnations successives, séparées par un séchage à 120°C afin de dissoudre la masse nécessaire d'HPA. Les solides ont été séchés à 110°C et testés en l'état. Le tableau ci-dessous résume les préparations réalisées.The impregnation was carried out on 10 g of support and calculated in order to obtain a theoretical monolayer of HPA thereon such that: sum of metals / Ti = 0.167 in atom. The mass of HPA was dissolved in 9.4 ml of water deionized at 40 ° C. Then, the support was impregnated with the clear solution and at room temperature. In some cases, two successive impregnations were necessary, separated by drying at 120 ° C in order to dissolve the necessary mass of HPA. The solids were dried at 110 ° C and tested as such. The table below summarizes the preparations made.
La nature de l'HPA initial, non supportée, notamment le nombre de molécules d'eau d'hydratation a été déterminé par analyse ATD-ATG. Le tableau suivant présente les pertes de masse en fonction de la températureThe nature of the initial, unsupported HPA, in particular the number of molecules of water of hydration was determined by ATD-ATG analysis. The following table shows the mass losses as a function of the temperature
PM : Masse molaire en gramme éq. : Equivalent Nbre : Nombre Tx : Température PM: Molar mass in grams eq. : Equivalent No.: Number Tx: Temperature

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'oxydation ménagée: de substrat(s) hydrocarboné(s) substitué(s), caractérisé par le fait qu'il comporte la mise en contact dudit(desdits) substrat(s) hydrocarboné(s) substitué(s) avec une source d'oxygène en présence d'au moins un catalyseur choisi parmi ceux dont la phase active est obtenue à partir d'un hétéropolyacide de formule (I) : HffCcDcjEeOx] dans laquelle : - C représente Mo et/ou W ;1. Process of gentle oxidation: of substituted hydrocarbon substrate (s), characterized in that it comprises bringing said (said) substituted hydrocarbon substrate (s) into contact with an oxygen source in the presence of at least one catalyst chosen from those whose active phase is obtained from a heteropolyacid of formula (I): HffCcDcjEeOx] in which: - C represents Mo and / or W;
- D représente le phosphore, l'arsenic, l'antimoine, le silicium, le germanium et/ou le bore ;- D represents phosphorus, arsenic, antimony, silicon, germanium and / or boron;
- E représente un élément choisi parmi le vanadium éventuellement en combinaison avec au moins un métal des colonnes VA, VIIA, VIII ou le chrome ; ledit acide pouvant être partiellement, voire complètement neutralisé par une entité cationique de formule (II) [AaBk] se substituant à Hf : x étant le nombre d'oxygène nécessaire pour le respect des valences les plus élevées de C, D et E ; - A représente au moins un cation monovalent choisi parmi l'hydrogène, un métal alcalin, voire un ion ammonium ou phosphonium ;- E represents an element chosen from vanadium optionally in combination with at least one metal from columns VA, VIIA, VIII or chromium; said acid being able to be partially or even completely neutralized by a cationic entity of formula (II) [A a Bk] replacing Hf: x being the number of oxygen necessary for the respect of the highest valences of C, D and E ; - A represents at least one monovalent cation chosen from hydrogen, an alkali metal, or even an ammonium or phosphonium ion;
- B représente V02+, V03+, un ion d'un métal alcalino-terreux ou d'un métal des colonnes VII A, VIII, I B, IV B et V B de la classification périodique des éléments ; - f = a + αb avec a étant la charge de l'ion B, soit égal à 2,3 ou 4 ;- B represents V0 2+ , V0 3+ , an ion of an alkaline earth metal or of a metal of columns VII A, VIII, IB, IV B and VB of the periodic table of the elements; - f = a + αb with a being the charge of the ion B, ie equal to 2.3 or 4;
- c varie entre 5 et 20-e inclus ;- c varies between 5 and 20-e inclusive;
- d varie entre 1 et 5 inclus ;- d varies between 1 and 5 inclusive;
- e varie entre 1 et 9 inclus ; et que ledit substrat présente un groupe méthylène (CH2) porteur d'un groupe (ou atome) électroattracteur.- e varies between 1 and 9 inclusive; and that said substrate has a methylene group (CH2) carrying an electron-withdrawing group (or atom).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que ledit groupe (ou atome) électroattracteur est difficilement oxydable.2. Method according to claim 1, characterized in that said electron-withdrawing group (or atom) is difficult to oxidize.
3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la constante de Hammett dudit groupe (y compris atome) électroattracteur σp est au moins égal à 0,1 ; avantageusement à 0,2, de préférence à 0,3. 3. Method according to claims 1 and 2, characterized in that the Hammett constant of said electron-withdrawing group (including atom) σ p is at least equal to 0.1; advantageously 0.2, preferably 0.3.
4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la composante σ de σp dudit groupe (ou atome) électroattracteur est au moins égal 0,1 ; avantageusement à 0,3, de préférence à 0,4.4. Method according to claims 1 to 3, characterized in that the component σ of σ p of said electron-withdrawing group (or atom) is at least 0.1; advantageously 0.3, preferably 0.4.
5. Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit groupe (ou atome) électroattracteur présente au moins un atome d'halogène, avantageusement du fluor.5. Method according to claims 1 to 4, characterized in that said electron-withdrawing group (or atom) has at least one halogen atom, advantageously fluorine.
6. Procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la liaison entre ledit groupe et ledit méthylène est portée par un carbone porteur de deux atomes d'halogène dont avantageusement au moins un, de préférence deux sont fluors.6. Method according to claims 1 to 5, characterized in that the bond between said group and said methylene is carried by a carbon carrying two halogen atoms of which advantageously at least one, preferably two are fluors.
7. Procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ledit groupe est un groupe Rf.7. Method according to claims 1 to 6, characterized in that said group is an Rf group.
8. Procédé selon les revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ledit groupe est choisi parmi les groupes trihalogénométhyles, tétrahalogénoéthyles, pentahalogénoéthyles.8. Method according to claims 1 to 7, characterized in that said group is chosen from trihalogenomethyl, tetrahalogenoethyl, pentahalogenoethyl groups.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits halogènes sont au moins pour moitié des fluors.9. Method according to claim 8, characterized in that said halogens are at least half of the fluorines.
10. Procédé selon les revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que ledit groupe est choisi parmi les groupes trifluorométhyles, tétrafluoroéthyles, pentafluoroéthyles.10. Method according to claims 1 to 9, characterized in that the said group is chosen from trifluoromethyl, tetrafluoroethyl, pentafluoroethyl groups.
11. Procédé selon les revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que ledit chaînon > CH- porte un radical alcoyle, un deuxième groupe électroattracteur ou un hydrogène.11. Method according to claims 1 to 10, characterized in that said link> CH- carries an alkyl radical, a second electron-withdrawing group or a hydrogen.
12. Procédé selon les revendications 1 à 1 1 , caractérisé par le fait que ledit groupe méthylène (CH2) porte un deuxième groupe électroattracteur relié au premier groupe électroattracteur pour former un cycle.12. Method according to claims 1 to 1 1, characterized in that said methylene group (CH2) carries a second electron-withdrawing group connected to the first electron-withdrawing group to form a cycle.
13. Procédé selon les revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que ledit groupe méthylène (CH2) porte un groupe arylique. 13. Method according to claims 1 to 12, characterized in that said methylene group (CH2) carries an aryl group.
14. Procédé selon les revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que ledit groupe méthylène (CH2) est un radical méthyle.14. Method according to claims 1 to 13, characterized in that said methylene group (CH2) is a methyl radical.
15. Procédé selon les revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que la réaction en présence d'un catalyseur dont la phase active est obtenue à partir d'un hétéropolyacide de formule (I) dans laquelle D est le phosphore, E le vanadium, e est compris entre 1 et 3 inclus, d vaut 1 , la somme de c+e est égale à 12 et x = 40.15. Method according to claims 1 to 14, characterized in that the reaction in the presence of a catalyst whose active phase is obtained from a heteropolyacid of formula (I) in which D is phosphorus, E vanadium , e is between 1 and 3 inclusive, d is 1, the sum of c + e is equal to 12 and x = 40.
16. Procédé selon les revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que l'on effectue la réaction en présence d'un catalyseur dont ladite phase active est déposée sur un support.16. Method according to claims 1 to 15, characterized in that the reaction is carried out in the presence of a catalyst whose said active phase is deposited on a support.
17. Procédé selon les revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que l'on effectue la réaction en présence d'un catalyseur dont ladite phase active est déposée sur un support et que le support est choisi parmi les bioxydes de titane, silicium, zirconium, cérium, et d'étain, l'alumine, la silice-alumine, ou leurs mélanges.17. Process according to claims 1 to 16, characterized in that the reaction is carried out in the presence of a catalyst, the said active phase of which is deposited on a support and that the support is chosen from titanium, silicon bioxides, zirconium, cerium, and tin, alumina, silica-alumina, or mixtures thereof.
18. Procédé selon les revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que l'on effectue la réaction avec un m lange gazeux comprenant 0,1 à 99,9% en mole de substrat, et plus particulièrement entre 0,1 et 3% ou entre 10 et 99% en mole de substrat.18. Method according to claims 1 to 17, characterized in that the reaction is carried out with a gaseous mixture comprising 0.1 to 99.9% by mole of substrate, and more particularly between 0.1 and 3% or between 10 and 99% by mole of substrate.
19. Procédé selon les revendications 1 à 18, caractérisé par le fait que l'on utilise comme source d'oxygène de l'air, de l'oxygène ou du protoxyde d'azote.19. Method according to claims 1 to 18, characterized in that one uses as the oxygen source air, oxygen or nitrous oxide.
20. Procédé selon les revendications 1 à 19, caractérisé par le fait que l'on effectue la réaction avec un mélange gazeux comprenant 0,1 à 99,9% en mole d'oxygène, et plus particulièrement comprenant entre 1 et 90% ou entre 97 et 99,9% en mole d'oxygène.20. Method according to claims 1 to 19, characterized in that the reaction is carried out with a gaseous mixture comprising 0.1 to 99.9% by mole of oxygen, and more particularly comprising between 1 and 90% or between 97 and 99.9% by mole of oxygen.
21. Procédé selon les revendications 1 à 20, caractérisé par le fait que l'on utilise un mélange gazeux présentant un rapport molaire substrat/oxygène inférieur à 20 et plus particulièrement compris entre 0,01 et 0,2 ou entre 0,6 et 18. 21. Method according to claims 1 to 20, characterized in that a gas mixture is used having a substrate / oxygen molar ratio of less than 20 and more particularly between 0.01 and 0.2 or between 0.6 and 18.
22. Procédé selon les revendications 1 à 21 , caractérisé par le fait qu'en ce que l'on effectue la réaction en présence d'un diluant choisi parmi l'eau, ou les gaz inertes, ou des gaz recyclés de la réaction, seuls ou en mélange.22. Method according to claims 1 to 21, characterized in that in that the reaction is carried out in the presence of a diluent chosen from water, or inert gases, or recycled gases from the reaction, alone or as a mixture.
23. Procédé selon les revendications 1 à 22, caractérisé par le fait que l'on utilise un mélange gazeux comprenant de l'eau en tant que diluant.23. Method according to claims 1 to 22, characterized in that a gas mixture comprising water is used as diluent.
24. Procédé selon les revendications 1 à 23, caractérisé par le fait que l'on utilise un mélange gazeux comprenant 0,1 à 70% en mole d'eau, et de préférence comprenant 1 à 20% en mole d'eau.24. Method according to claims 1 to 23, characterized in that a gas mixture is used comprising 0.1 to 70% by mole of water, and preferably comprising 1 to 20% by mole of water.
25. Procédé selon les revendications 1 à 24, caractérisé par le fait que l'on utilise un mélange gazeux comprenant un gaz inerte choisi parmi les gaz rares ou l'azote, en tant que diluant.25. The method of claims 1 to 24, characterized in that a gas mixture is used comprising an inert gas chosen from rare gases or nitrogen, as diluent.
26. Procédé selon les revendications 1 à 25, caractérisé par le fait que l'on utilise un mélange gazeux comprenant 1 à 70% en mole de gaz inerte et de préférence comprenant 5 à 20% en mole dudit gaz.26. Method according to claims 1 to 25, characterized in that a gas mixture is used comprising 1 to 70 mol% of inert gas and preferably comprising 5 to 20 mol% of said gas.
27. Procédé selon les revendications 1 à 26, caractérisé par le fait que l'hétéropolyacide de formule (I) répond à la formule brute (III) :27. Method according to claims 1 to 26, characterized in that the heteropolyacid of formula (I) corresponds to the crude formula (III):
H3ΨΔ12O4o avecH 3 ΨΔ 12 O 4 o with
Ψ représentant les atomes ou entités suivantes P, As, Sb, HSi, HGe, H2B ; Δ représentant les atomes ou entités suivantes W, Mo, HV et leurs mélanges.Ψ representing the following atoms or entities P, As, Sb, HSi, HGe, H2B; Δ representing the following atoms or entities W, Mo, HV and their mixtures.
28. Procédé selon les revendications 1 à 27, caractérisé par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) présente une structure dite de Keggin.28. Method according to claims 1 to 27, characterized in that the heteropolyacid of formula (III) has a so-called Keggin structure.
29. Procédé selon les revendications 1 à 28, caractérisé par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) est tel que Δ est un mélange d'au moins deux atomes ou entités.29. Method according to claims 1 to 28, characterized in that the heteropolyacid of formula (III) is such that Δ is a mixture of at least two atoms or entities.
30. Procédé selon les revendications 1 à 29, caractérisé par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) est tel que Δ présente un rapport atomique W/Mo au moins égal à 1/2, avantageusement à 1 , de préférence à 2. 30. Method according to claims 1 to 29, characterized in that the heteropolyacid of formula (III) is such that Δ has an atomic ratio W / Mo at least equal to 1/2, advantageously to 1, preferably to 2 .
31. Procédé selon les revendications 1 à 30, caractérisé par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) est tel que Δ présente un rapport atomique V/(W + Mo + V) au moins égal à 1/12, avantageusement à 1/6, de préférence à 1/4.31. Method according to claims 1 to 30, characterized in that the heteropolyacid of formula (III) is such that Δ has an atomic ratio V / (W + Mo + V) at least equal to 1/12, advantageously at 1/6, preferably 1/4.
32. Procédé selon les revendications 1 à 31 , caractérisé par le fait que le substrat est oxydé en acide carboxylique et par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) est telle que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au moins égal à 3, avantageusement à 4, de préférence à 5.32. Method according to claims 1 to 31, characterized in that the substrate is oxidized to carboxylic acid and in that the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) is such that the ratio atomic between all the hydrogens present and Ψ is at least equal to 3, advantageously to 4, preferably to 5.
33. Procédé selon les revendications 1 à 32, caractérisé par le fait que le substrat est oxydé en ester ou en cétone et par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) est telle que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au moins égal à 2 et au plus égal à 3.33. Process according to claims 1 to 32, characterized in that the substrate is oxidized to an ester or to a ketone and by the fact that the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) is such that the atomic ratio between all the hydrogens present and Ψ is at least equal to 2 and at most equal to 3.
34. Procédé selon les revendications 1 à 33, caractérisé par le fait que le substrat est oxydé en éther et par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) est telle que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au plus égal à 3, avantageusement à 2, de préférence à 1.34. Process according to claims 1 to 33, characterized in that the substrate is oxidized to ether and in that the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) is such that the atomic ratio between all the hydrogens present and Ψ is at most equal to 3, advantageously 2, preferably 1.
35. Composition utile comme catalyseur, caractérisée par le fait qu'elle comporte une phase support choisie parmi les bioxydes de titane, de zirconium et leur mélange, et au moins une phase hétéropolyacide de formule (III) dans laquelle Δ présente un rapport atomique W/Mo au moins égal à 1/12, avantageusemer* à 1/4, de préférence à 1/3.35. Composition useful as a catalyst, characterized in that it comprises a support phase chosen from titanium and zirconium bioxides and their mixture, and at least one heteropolyacid phase of formula (III) in which Δ has an atomic ratio W / Mo at least equal to 1/12, advantageous * to 1/4, preferably to 1/3.
36. Composition selon la revendication 35, caractérisée par le fait que l'hétéropolyacide de formule (ill) et l'entité cationique de formule (II) sont tels que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au plus égal à 3, avantageusement à 2, de préférence à 1.36. Composition according to claim 35, characterized in that the heteropolyacid of formula (ill) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all of the hydrogens present and Ψ is at most equal to 3, advantageously 2, preferably 1.
37. Composition selon la revendication 35, caractérisée par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) sont tels que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au moins égal à 3, avantageusement à 4, de préférence à 5.37. Composition according to claim 35, characterized in that the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all of the hydrogens present and Ψ is at least equal to 3, advantageously to 4, preferably to 5.
38. Composition selon la revendication 35, caractérisée par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) et l'entité cationique de formule (II) sont tels que le rapport atomique entre la totalité des hydrogènes présents et Ψ soit au moins égal à 2 et au plus égal à 3.38. Composition according to claim 35, characterized in that the heteropolyacid of formula (III) and the cationic entity of formula (II) are such that the atomic ratio between all of the hydrogens present and Ψ is at least equal to 2 and at most equal to 3.
39. Composition selon les revendications 35 à 38, caractérisée par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) présente une structure dite de Keggin.39. Composition according to claims 35 to 38, characterized in that the heteropolyacid of formula (III) has a so-called Keggin structure.
40. Composition selon les revendications 35 à 39, caractérisée par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) est tel que Δ est un mélange d'au moins deux atomes ou entités.40. Composition according to claims 35 to 39, characterized in that the heteropolyacid of formula (III) is such that Δ is a mixture of at least two atoms or entities.
41. Composition selon les revendications 35 à 40, caractérisée par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) est tel que Δ présente un rapport atomique W/Mo au moins égal à 1/2, avantageusement à 1 , de préférence à 2.41. Composition according to Claims 35 to 40, characterized in that the heteropolyacid of formula (III) is such that Δ has an atomic ratio W / Mo at least equal to 1/2, advantageously to 1, preferably to 2 .
42. Composition selon les revendications 35 à 41 , caractérisée par le fait que l'hétéropolyacide de formule (III) est tel que Δ présente un rapport atomique V/(W + Mo + V) au moins égal à 1/12, avantageusement à 1/6, de préférence à 1/4.42. Composition according to claims 35 to 41, characterized in that the heteropolyacid of formula (III) is such that Δ has an atomic ratio V / (W + Mo + V) at least equal to 1/12, advantageously at 1/6, preferably 1/4.
43. Catalyseur d'oxydation d'un dérivé hydrocarboné , caractérisé par le fait qu'il comporte comme phase active de surface au moins un hétéropolyacide de formule (III) :43. Oxidation catalyst for a hydrocarbon derivative, characterized in that it comprises, as surface active phase, at least one heteropolyacid of formula (III):
H3ΨΔ12O40 avecH3ΨΔ12O40 with
Ψ représentant les atomes ou entités suivantes P, As, Sb, HSi, HGe, H2B ;Ψ representing the following atoms or entities P, As, Sb, HSi, HGe, H 2 B;
Δ représentant les atomes ou entités suivantes W, Mo, HV et leurs mélanges, ledit acide pouvant être partiellement, voire complètement neutralisé par une entité cationique de formule (II) [A^^] se substituant aux hydrogènes dudit acide.Δ representing the following atoms or entities W, Mo, HV and their mixtures, said acid possibly being partially or even completely neutralized by a cationic entity of formula (II) [A ^^] replacing the hydrogens of said acid.
44. Catalyseur d'oxydation selon la revendication 43, caractérisé par le fait que ledit hétéropolyacide de formule (III) recouvre au moins 1 %, avantageusement 5%, de préférence 10%, de la surface du catalyseur (BET).44. Oxidation catalyst according to claim 43, characterized in that the said heteropolyacid of formula (III) covers at least 1%, advantageously 5%, preferably 10%, of the surface of the catalyst (BET).
45. Catalyseur d'oxydation selon lés revendications 43 et 44, caractérisé par le fait que l'oxydant est l'oxygène gazeux. 45. Oxidation catalyst according to claims 43 and 44, characterized in that the oxidant is gaseous oxygen.
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