JP2002191979A - Oxidation catalyst and method for producing carbonyl compound using the catalyst - Google Patents

Oxidation catalyst and method for producing carbonyl compound using the catalyst

Info

Publication number
JP2002191979A
JP2002191979A JP2000396865A JP2000396865A JP2002191979A JP 2002191979 A JP2002191979 A JP 2002191979A JP 2000396865 A JP2000396865 A JP 2000396865A JP 2000396865 A JP2000396865 A JP 2000396865A JP 2002191979 A JP2002191979 A JP 2002191979A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
oxidation catalyst
oxidation
compound
catalyst
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Withdrawn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
JP2000396865A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kitayama
健司 北山
Atsushi Kuwana
淳 桑名
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.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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 Daicel Chemical Industries Ltd filed Critical Daicel Chemical Industries Ltd
Priority to JP2000396865A priority Critical patent/JP2002191979A/en
Publication of JP2002191979A publication Critical patent/JP2002191979A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide oxidation catalysts which can efficiently oxidize an organic substrate and an oxidation method. SOLUTION: The oxidation catalysts comprising (A) palladium of a zero valence supported on active carbon, (B) a heteropolyacid, and (C) a strong acid are provided. These catalysts can be combined with a single substance or a compound which contains (D) at least one element selected from bismuth, tin, lead, and, antimony. The hetropolyacid (B) is preferably a complete proton type. The oxidation method for oxidizing the organic substrate by molecular oxygen is provided. An alkene or a cycloalkene can be used for the organic substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、有機基質を効率よ
く酸化する上で有用な酸化触媒、この酸化触媒を用いて
有機基質を酸化する方法、及びカルボニル化合物の製造
法に関する。
[0001] The present invention relates to an oxidation catalyst useful for efficiently oxidizing an organic substrate, a method for oxidizing an organic substrate using the oxidation catalyst, and a method for producing a carbonyl compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】分子状酸素を用い、オレフィンを直接酸
化してカルボニル化合物を製造する方法として、PdC
2−CuCl2触媒によるワッカー法が知られている。
しかしこの方法には、原料オレフィンの炭素数が増加す
ると反応速度が低下してしまうことや、内部オレフィン
の反応性が低いこと等の欠点がある。また、塩化物を用
いるため装置の腐食が著しいことや、有害な塩素含有化
合物の副生が見られる等の問題がある。このため、工業
的にはアセトアルデヒドやアセトンなどの低級カルボニ
ル化合物の製造以外には用いられていない。これら従来
法の問題点を克服するため、近年、触媒あるいは溶媒を
工夫するなどの検討がなされている。
2. Description of the Related Art As a method for producing a carbonyl compound by directly oxidizing an olefin using molecular oxygen, PdC
Wacker method is known by the l 2 -CuCl 2 catalyst.
However, this method has disadvantages such as a decrease in the reaction rate when the number of carbon atoms of the raw olefin increases, and a low reactivity of the internal olefin. Further, since chloride is used, there is a problem that the corrosion of the apparatus is remarkable and a harmful chlorine-containing compound is produced as a by-product. Therefore, it is not industrially used except for the production of lower carbonyl compounds such as acetaldehyde and acetone. In order to overcome the problems of the conventional methods, studies such as devising a catalyst or a solvent have been made in recent years.

【0003】特許公表公報63−500923号公報に
は、パラジウム化合物とポリオキソアニオン化合物とか
らなる触媒に銅、鉄、コバルト等のレドックス金属及び
/又は有機物(アセトニトリル等)を添加した水溶液
中、酸素共存下でオレフィンの酸化を行う方法が提案さ
れている。しかしこの方法では、初期反応はよいが、反
応の進行に伴って触媒成分が沈降し、反応速度が低下し
てしまう。
[0003] Japanese Patent Publication No. 63-500923 discloses a catalyst comprising a palladium compound and a polyoxoanion compound to which a redox metal such as copper, iron or cobalt and / or an organic substance (such as acetonitrile) is added. A method of oxidizing an olefin in the coexistence has been proposed. However, in this method, although the initial reaction is good, the catalyst component sediments as the reaction proceeds, and the reaction rate decreases.

【0004】特開昭60−92234号公報には、パラ
ジウム化合物とビスマス化合物とからなる複合系触媒を
用い、シクロペンテンを直接酸化してシクロペンタノン
が得られることが報告されている。特開平5−5134
4号公報には、環状エーテルと水を溶媒として、パラジ
ウム化合物とポリオキソアニオン系化合物とからなる触
媒下、オレフィン類からカルボニル化合物を得る方法が
提案されている。特開平6−48974号公報には、含
酸素系有機化合物、含硫黄系有機化合物、含窒素系有機
化合物のいずれかの有機溶媒と水からなる溶媒中、パラ
ジウム化合物とポリオキソアニオン系化合物と有機リン
化合物とからなる触媒を用いて反応を行う方法が提案さ
れており、前記方法における有機リン化合物の代わりに
鉄含有化合物を含む触媒を用いた方法が特開平7−14
9685号公報に報告されている。特開平7−1079
7号公報には、パラジウム化合物とポリオキソアニオン
系化合物とからなる触媒を用い、水を含む溶液中でオレ
フィンを酸化して対応するカルボニル化合物を製造する
に際し、ポリオキソアニオン系化合物のカウンターカチ
オンの少なくとも一部が、ニッケル、銅、マンガン、ラ
ンタン、亜鉛及びセリウムから選ばれる少なくとも一つ
のイオンであることを特徴とするカルボニル化合物の製
造方法が提案されている。しかし、上記の方法は、工業
的な見地からすれば、原料の転化率、目的酸化生成物の
収率の点で必ずしも満足しうるものではない。
JP-A-60-92234 reports that cyclopentanone can be obtained by directly oxidizing cyclopentene using a composite catalyst comprising a palladium compound and a bismuth compound. JP-A-5-5134
No. 4 proposes a method for obtaining a carbonyl compound from an olefin using a cyclic ether and water as a solvent and using a catalyst comprising a palladium compound and a polyoxoanion compound. JP-A-6-48974 discloses that a palladium compound, a polyoxoanion compound and an organic compound are used in a solvent composed of water and any one of an oxygen-containing organic compound, a sulfur-containing organic compound and a nitrogen-containing organic compound. A method of performing a reaction using a catalyst comprising a phosphorus compound has been proposed. A method using a catalyst containing an iron-containing compound in place of the organic phosphorus compound in the above method has been proposed in JP-A-7-14.
9685 publication. JP-A-7-1079
No. 7 discloses that a catalyst comprising a palladium compound and a polyoxoanion compound is used to oxidize an olefin in a solution containing water to produce a corresponding carbonyl compound. There has been proposed a method for producing a carbonyl compound, wherein at least a part thereof is at least one ion selected from nickel, copper, manganese, lanthanum, zinc and cerium. However, the above method is not always satisfactory from the industrial point of view in terms of the conversion of the raw material and the yield of the target oxidation product.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、有機基質を効率よく酸化できる酸化触媒及び酸化方
法を提供することにある。本発明の他の目的は、シクロ
アルケン又はアルケンから対応するカルボニル化合物を
高い転化率及び収率で得る方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an oxidation catalyst and an oxidation method capable of efficiently oxidizing an organic substrate. Another object of the present invention is to provide a process for obtaining the corresponding carbonyl compounds from cycloalkenes or alkenes with high conversions and yields.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討した結果、活性炭に担持された
0価のパラジウムとヘテロポリ酸と強酸とで構成された
酸化触媒を用いると、転化率及び酸化生成物の収率が著
しく向上することを見いだし、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that using an oxidation catalyst composed of zero-valent palladium supported on activated carbon, a heteropolyacid and a strong acid. It has been found that the conversion rate and the yield of oxidation products are significantly improved, and the present invention has been completed.

【0007】すなわち、本発明は、(A)活性炭に担持
された0価のパラジウムと、(B)ヘテロポリ酸と、
(C)強酸とで構成された酸化触媒を提供する。上記の
酸化触媒に加えて、(D)ビスマス、スズ、鉛、及びア
ンチモンから選択された少なくとも1つの元素を含む単
体又は化合物を組み合わせてもよい。この酸化触媒にお
いて、ヘテロポリ酸は完全プロトン型であるのが好まし
く、例えば、Hx+3PA1 2-xx40(式中、AはMo又
はWを示し、xは1〜4の整数である)で表されるリン
バナドモリブデン酸又はリンバナドタングステン酸など
が用いられる。
That is, the present invention provides (A) a zero-valent palladium supported on activated carbon, (B) a heteropolyacid,
(C) An oxidation catalyst comprising a strong acid. In addition to the above oxidation catalyst, (D) a simple substance or a compound containing at least one element selected from bismuth, tin, lead and antimony may be combined. In this oxidation catalyst, the heteropolyacid is preferably of a completely proton type, for example, H x + 3 PA 12 -x V x O 40 (where A represents Mo or W, and x represents 1 to 4). (Which is an integer), such as molybdic acid molybdic acid or tungstic acid molybdenum.

【0008】本発明は、また、上記の酸化触媒の存在
下、有機基質を分子状酸素で酸化する酸化方法を提供す
る。有機基質としては、アルケン又はシクロアルケンが
好ましい。反応溶媒としては、非プロトン性の極性溶媒
又はプロトン性の有機溶媒を用いるのが好ましい。
The present invention also provides an oxidation method for oxidizing an organic substrate with molecular oxygen in the presence of the above-mentioned oxidation catalyst. Alkenes or cycloalkenes are preferred as organic substrates. As the reaction solvent, it is preferable to use an aprotic polar solvent or a protic organic solvent.

【0009】本発明は、さらにまた、上記の酸化触媒の
存在下、アルケン又はシクロアルケンを分子状酸素で酸
化し、対応するカルボニル化合物を生成させるカルボニ
ル化合物の製造方法を提供する。上記の酸化触媒の存在
下、例えば、シクロアルケンと分子状酸素とを反応させ
て、対応するシクロアルカノン及び/又はシクロアルケ
ノンを得る製造方法を提供する。
The present invention further provides a method for producing a carbonyl compound which oxidizes an alkene or cycloalkene with molecular oxygen in the presence of the above-mentioned oxidation catalyst to produce a corresponding carbonyl compound. A process for producing a corresponding cycloalkanone and / or cycloalkenone by reacting, for example, a cycloalkene with molecular oxygen in the presence of the above oxidation catalyst is provided.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の酸化触媒は、触媒成分と
して(A)活性炭に担持された0価のパラジウムと、
(B)ヘテロポリ酸と、(C)強酸とを含んでいる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The oxidation catalyst of the present invention comprises (A) a zero-valent palladium supported on activated carbon as a catalyst component,
It contains (B) a heteropoly acid and (C) a strong acid.

【0011】[活性炭に担持された0価のパラジウム
(A)]活性炭に担持された0価のパラジウムとして
は、一般的に担持パラジウム触媒として入手可能なもの
の中で、パラジウムが0価であるものであればよい。ま
た、0価のパラジウムは0価の状態で反応系に添加して
もよいし、反応系中で生成させてもよい。好ましくは、
活性炭に担持された0価のパラジウムを反応系に添加す
る。
[0-valent palladium supported on activated carbon (A)] As the 0-valent palladium supported on activated carbon, those generally available as supported palladium catalysts include those having 0-valent palladium. Should be fine. Further, zero-valent palladium may be added to the reaction system in a zero-valent state, or may be generated in the reaction system. Preferably,
Zero-valent palladium supported on activated carbon is added to the reaction system.

【0012】[活性炭]活性炭としては、植物系、鉱物
系、ポリマー系の何れの原料から得られた活性炭であっ
てもよい。なお本発明では、イオウなどの不純物の含有
量が多い活性炭を用いても高い触媒活性が得られる。
[Activated carbon] The activated carbon may be activated carbon obtained from any of plant, mineral and polymer raw materials. In the present invention, high catalytic activity can be obtained even when activated carbon having a large content of impurities such as sulfur is used.

【0013】活性炭は、一般に、炭化、整粒した原料
を、水蒸気、空気(酸素)及び燃焼ガス(CO2)によ
って賦活するガス賦活法、又は、原料に塩化亜鉛水溶液
などを含浸させて焼成する薬品賦活法等により製造され
る。本発明における活性炭は、前記何れの方法によって
製造されたものであってもよい。活性炭の形状は、特に
限定されず、粉末状、粒状、繊維状、ペレット状、ハニ
カム状等の何れの形状であってもよい。
Activated carbon is generally fired by activating a carbonized and sized raw material with steam, air (oxygen) and combustion gas (CO 2 ) or by impregnating the raw material with an aqueous solution of zinc chloride or the like. It is manufactured by a chemical activation method or the like. The activated carbon in the present invention may be produced by any of the above methods. The shape of the activated carbon is not particularly limited, and may be any shape such as powder, granule, fiber, pellet, and honeycomb.

【0014】活性炭の平均細孔径は、触媒活性が損なわ
れない範囲であればよく、例えば5〜150オングスト
ローム、好ましくは8〜60オングストローム程度であ
る。なお、平均細孔径30〜60オングストローム程度
の活性炭を用いると、優れた活性が得られる場合が多
い。平均細孔径が小さすぎると、触媒活性が低下しやす
く、逆に大きすぎると、触媒寿命が低下しやすい。
The average pore size of the activated carbon may be within a range that does not impair the catalytic activity, and is, for example, about 5 to 150 Å, preferably about 8 to 60 Å. When activated carbon having an average pore diameter of about 30 to 60 angstroms is used, excellent activity is often obtained. If the average pore diameter is too small, the catalyst activity tends to decrease, while if it is too large, the catalyst life tends to decrease.

【0015】活性炭の細孔容積(細孔径200オングス
トローム未満のポアの細孔容積)は、通常0.2〜2.
5ml/g程度であるが、触媒活性の点から、好ましく
は0.7〜2.5ml/g、さらに好ましくは0.8〜
2.0ml/g(例えば、0.8〜1.5ml/g)程
度である。
The pore volume of the activated carbon (pore volume of pores having a pore diameter of less than 200 Å) is usually from 0.2 to 2.
Although it is about 5 ml / g, from the viewpoint of catalytic activity, it is preferably 0.7 to 2.5 ml / g, more preferably 0.8 to 2.5 ml / g.
It is about 2.0 ml / g (for example, 0.8 to 1.5 ml / g).

【0016】活性炭の比表面積は、通常500〜400
0m2/g程度であるが、好ましくは700〜4000
2/g程度であり、特に比表面積が800〜4000
2/g(例えば、900〜3000m2/g)程度の活
性炭を用いると、より高い触媒活性が得られる。
The specific surface area of the activated carbon is usually 500 to 400.
About 0 m 2 / g, preferably 700 to 4000
m 2 / g, and the specific surface area is particularly 800 to 4000.
m 2 / g (e.g., 900~3000m 2 / g) The use of about activated carbon, higher catalytic activity is obtained.

【0017】0価のパラジウムの担持量は、活性炭に対
して、通常0.5〜80重量%、好ましくは1〜40重
量%、さらに好ましくは2〜20重量%程度である。0
価のパラジウムの担持は、塩化パラジウム等のパラジウ
ム化合物を活性炭に担持させた後、水素などで還元する
ことにより行うことができる。パラジウム化合物の担持
は慣用の方法、例えば、含浸法、コーティング法、噴霧
法、吸着法、沈殿法などにより行うことができる。還元
の方法は、水素を用いるなど慣用の方法により行うこと
ができる。なお、触媒成分、例えば0価のパラジウムを
担持した後、反応器の種類や反応形式等に応じて、触媒
を適当な形状、例えば、球状、円柱状、多角柱状、ハニ
カム状などに成形することもできる。
The loading amount of zero-valent palladium is usually about 0.5 to 80% by weight, preferably about 1 to 40% by weight, and more preferably about 2 to 20% by weight, based on activated carbon. 0
The support of a valence palladium can be performed by supporting a palladium compound such as palladium chloride on activated carbon, and then reducing it with hydrogen or the like. The loading of the palladium compound can be performed by a conventional method, for example, an impregnation method, a coating method, a spray method, an adsorption method, a precipitation method, or the like. The reduction can be performed by a conventional method such as using hydrogen. After supporting a catalyst component, for example, zero-valent palladium, the catalyst is formed into an appropriate shape, for example, a spherical shape, a cylindrical shape, a polygonal column shape, a honeycomb shape, etc., depending on the type of the reactor and the reaction type. Can also.

【0018】[ヘテロポリ酸(B)]ヘテロポリ酸と
は、種類の異なる2種以上の中心イオンを含む酸素酸の
縮合物であり、異核縮合酸ともいう。ヘテロポリ酸は、
例えば、P、As、Sn、Si、Ti、Zrなどの元素
の酸素酸イオン(例えば、リン酸、ケイ酸など)と、
V、Mo、Wなどの元素の酸素酸イオン(例えば、バナ
ジン酸、モリブデン酸、タングステン酸など)とで構成
されており、その組み合わせにより種々のヘテロポリ酸
が可能である。
[Heteropolyacid (B)] The heteropolyacid is a condensate of an oxyacid containing two or more different types of central ions, and is also called a heteronuclear condensed acid. Heteropoly acids are
For example, oxygen acid ions (for example, phosphoric acid, silicic acid, etc.) of elements such as P, As, Sn, Si, Ti, and Zr;
It is composed of oxyacid ions of elements such as V, Mo, W and the like (for example, vanadic acid, molybdic acid, tungstic acid, etc.), and various heteropoly acids can be obtained by combining them.

【0019】ヘテロポリ酸を構成する酸素酸のヘテロ原
子は特に限定されず、例えば、Cu、Be、B、Al、
C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Ce、Th、N、
P、As、Sb、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、
U、Se、Te、Mn、I、Fe、Co、Ni、Rh、
Os、Ir、Ptなどが例示できる。好ましいヘテロポ
リ酸は、P、Si、V、Mo、Wの少なくとも一種の元
素を含有しており、さらに好ましくはPと、V、Mo及
びWから選択された少なくとも1つの元素とを含有して
いる。特に好ましいヘテロポリ酸は、構成元素として少
なくともPとVとを含んでいる。
The heteroatom of the oxyacid constituting the heteropolyacid is not particularly limited. For example, Cu, Be, B, Al,
C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Ce, Th, N,
P, As, Sb, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W,
U, Se, Te, Mn, I, Fe, Co, Ni, Rh,
Os, Ir, Pt and the like can be exemplified. Preferred heteropoly acids contain at least one element of P, Si, V, Mo, W, and more preferably contain P and at least one element selected from V, Mo and W. . Particularly preferred heteropoly acids contain at least P and V as constituent elements.

【0020】ヘテロポリ酸を構成するヘテロポリ酸アニ
オンとして、下記組成式で表されるアニオンが例示でき
る。XM1240、XM1034、XM1242、XM
1139、XM10m、XM932、XM624、X218
62、X21856、X21242、X217m、XM6m
式中、Xは、B、Si、P、C、Al、Nなどの元素を
示す。Mは、Mo、W、V、Nb、Ta、Cr、Uなど
の元素を示す。mは15〜80の整数を示す。好ましい
Xは、B、Si、Pなどの元素であり、好ましいMは、
Mo、W、Vなどの元素である。なお、Mは、一種類の
元素に制限されるものではなく、二種以上の元素であっ
てもよい。
As the heteropolyacid anion constituting the heteropolyacid, an anion represented by the following composition formula can be exemplified. XM 12 O 40 , XM 10 O 34 , XM 12 O 42 , XM
11 O 39 , XM 10 O m , XM 9 O 32 , XM 6 O 24 , X 2 M 18 O
62, X 2 M 18 O 56 , X 2 M 12 O 42, X 2 M 17 O m, XM 6 O m
In the formula, X represents an element such as B, Si, P, C, Al, and N. M represents an element such as Mo, W, V, Nb, Ta, Cr, and U. m shows the integer of 15-80. Preferred X is an element such as B, Si, or P, and preferred M is
Elements such as Mo, W, and V. Note that M is not limited to one kind of element, and may be two or more kinds of elements.

【0021】mは、M及びXの価数に応じて15〜80
程度の範囲から選択でき、通常、組成式「XM10m
で表されるヘテロポリ酸アニオンでは25〜35程度、
組成式「X217m」で表されるヘテロポリ酸アニオン
では60〜80程度、組成式「XM6m」で表されるヘ
テロポリ酸アニオンでは15〜25程度である。
M is from 15 to 80, depending on the valences of M and X.
Can be selected from the range of the degree, usually the composition formula “XM 10 O m
In the heteropolyacid anion represented by about 25 to 35,
Formula "X 2 M 17 O m" 60 to 80 in the heteropoly acid anion represented by, in the heteropoly acid anion represented by the formula "XM 6 O m" it is about 15-25.

【0022】好ましいヘテロポリ酸アニオンの組成は、
XM1240で表すことができる。この組成式において、
Xは、Si、Pなどの元素であり、Mは、Mo、W、V
などの元素である。このような組成を有するヘテロポリ
酸アニオンとして、例えば、リンモリブデン酸、リンタ
ングステン酸、ケイモリブデン酸、ケイタングステン
酸、リンバナドモリブデン酸のアニオンなどが例示でき
る。特に好ましいヘテロポリ酸アニオンは、リンモリブ
デン酸、リンバナドモリブデン酸、リンバナドタングス
テン酸のアニオンであり、なかでもリンバナドモリブデ
ン酸アニオンとリンバナドタングステン酸アニオンが好
ましい。
The preferred composition of the heteropolyacid anion is
It can be represented by XM 12 O 40 . In this composition formula,
X is an element such as Si or P, and M is Mo, W, V
And other elements. Examples of heteropolyacid anions having such a composition include anions of phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid, silicomolybdic acid, silicotungstic acid, and phosphovanadomolybdic acid. Particularly preferred heteropolyacid anions are the anions of phosphomolybdate, phosphovanadomolybdate, and phosphovanadotungstate, and among them, the phosphoanadomolybdate anion and the phosphovanadotungstate anion are preferred.

【0023】ヘテロポリ酸は、ヘテロポリ酸のカチオン
に相当する水素原子の一部を他のカチオンで置換して、
部分プロトン型として使用することもできる。前記置換
可能なカチオンとしては、特に限定されず、例えば、ア
ンモニウム(NH4など)、アルカリ金属(Cs、R
b、K、Na、Liなど)、アルカリ土類金属(Ba、
Sr、Ca、Mgなど)などが例示できる。ヘテロポリ
酸としては完全プロトン型のものが好ましい。完全プロ
トン型のヘテロポリ酸を用いると、アンモニウム型や部
分プロトン型に比較して転化率及び収率が著しく向上す
る。
The heteropolyacid is obtained by substituting a part of the hydrogen atom corresponding to the cation of the heteropolyacid with another cation,
It can also be used as a partial proton type. The replaceable cation is not particularly limited, and examples thereof include ammonium (NH 4 or the like) and alkali metal (Cs, R
b, K, Na, Li, etc.), alkaline earth metals (Ba,
Sr, Ca, Mg, etc.). As the heteropoly acid, a completely proton type is preferred. When a completely proton type heteropoly acid is used, the conversion and the yield are remarkably improved as compared with the ammonium type or partial proton type.

【0024】好ましいヘテロポリ酸はHx+3PA12-xx
40(式中、AはMo又はWを示し、xは1〜4の整数
である)で表されるリンバナドモリブデン酸又はリンバ
ナドタングステン酸などである。AはMoとWとの組み
合わせであってもよい。具体的には、H4PMo11VO
40、H5PMo10240、H6PMo9340、H7PM
8440、H4PW11VO40、H5PW10240、H6
PW9340、H7PW8440等が挙げられる。
Preferred heteropolyacids are H x + 3 PA 12-x V x
O 40 (where A represents Mo or W, and x is an integer of 1 to 4), such as phosphorus vanado molybdic acid or phosphorus vanado tungstic acid. A may be a combination of Mo and W. Specifically, H 4 PMo 11 VO
40, H 5 PMo 10 V 2 O 40, H 6 PMo 9 V 3 O 40, H 7 PM
o 8 V 4 O 40 , H 4 PW 11 VO 40 , H 5 PW 10 V 2 O 40 , H 6
PW 9 V 3 O 40 , H 7 PW 8 V 4 O 40 and the like.

【0025】なお、ヘテロポリ酸又はその塩は、無水物
であっても、結晶水含有物であってもよく、活性炭等の
担体に担持した形態で用いてもよい。また、ヘテロポリ
酸が担持される活性炭は、前記0価のパラジウムが担持
されている活性炭であってもよく、別の活性炭であって
もよい。前記ヘテロポリ酸及びその塩は、単独で用いて
もよいが、2種以上を併用することもできる。ヘテロポ
リ酸又はその塩は、慣用の方法により調製できる。
The heteropolyacid or a salt thereof may be an anhydride or a substance containing water of crystallization, and may be used in a form supported on a carrier such as activated carbon. Further, the activated carbon supporting the heteropolyacid may be activated carbon supporting the zero-valent palladium, or may be another activated carbon. The heteropoly acids and salts thereof may be used alone or in combination of two or more. The heteropoly acid or a salt thereof can be prepared by a conventional method.

【0026】[強酸(C)]強酸(ヘテロポリ酸を除
く)(C)は、ヘテロポリ酸の作用を強化させたり、ア
ルケン等を活性化する働きをするものと推察される。
[Strong acid (C)] It is presumed that the strong acid (excluding the heteropoly acid) (C) functions to enhance the action of the heteropoly acid and activate the alkene and the like.

【0027】強酸(C)のpKa(25℃)は、例えば
4以下、好ましくは−15〜2,さらに好ましくは−1
0〜0程度の範囲であり、このような強酸(C)には、
無機酸及び有機酸が含まれる。無機酸としては、例え
ば、硫酸、硝酸、ハロゲン化水素(フッ化水素、塩化水
素、臭化水素、ヨウ化水素、及び対応するハロゲン化水
素酸)、リン酸、超強酸(ClSO3H,H2SO4−S
3,HF−SbF5など)などが挙げられる。有機酸と
しては、ハロアルカン酸(例えば、ジクロロ酢酸、トリ
クロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ペンタフルオロプロピ
オン酸など);アルキルスルホン酸(例えば、メタンス
ルホン酸、エタンスルホン酸など)、ハロアルキルスル
ホン酸(例えば、トリフルオロメタンスルホン酸な
ど)、アリールスルホン酸(例えば、ベンゼンスルホン
酸、p−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸な
ど)などのスルホン酸などが挙げられる。強酸(C)と
して陽イオン交換樹脂(例えば、スルホン酸型イオン交
換樹脂などの強酸性イオン交換樹脂など)を用いること
もできる。
The strong acid (C) has a pKa (at 25 ° C.) of, for example, 4 or less, preferably -15 to 2, and more preferably -1.
It is in the range of about 0 to 0, and such a strong acid (C) includes:
Includes inorganic and organic acids. Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, hydrogen halide (hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen bromide, hydrogen iodide, and the corresponding hydrohalic acid), phosphoric acid, superacid (ClSO 3 H, H 2 SO 4 -S
O 3 , HF-SbF 5, etc.). Organic acids include haloalkanoic acids (eg, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, etc.); alkylsulfonic acids (eg, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, etc.), haloalkylsulfonic acids (eg, trifluorofluoric acid) And sulfonic acids such as arylsulfonic acids (eg, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, etc.). A cation exchange resin (for example, a strongly acidic ion exchange resin such as a sulfonic acid type ion exchange resin) can be used as the strong acid (C).

【0028】好ましい強酸(C)には、例えば、硫酸、
硝酸、ハロゲン化水素(ハロゲン化水素酸を含む)、リ
ン酸などの無機酸;アルキルスルホン酸、ハロアルキル
スルホン酸、アリールスルホン酸などのスルホン酸;ト
リクロロ酢酸などのハロアルカン酸などが挙げられる。
前記強酸(C)は、単独で用いてもよく、2種以上を組
み合わせて用いてもよい。
Preferred strong acids (C) include, for example, sulfuric acid,
Inorganic acids such as nitric acid, hydrogen halide (including hydrohalic acid) and phosphoric acid; sulfonic acids such as alkylsulfonic acid, haloalkylsulfonic acid and arylsulfonic acid; and haloalkanoic acids such as trichloroacetic acid.
The strong acid (C) may be used alone or in combination of two or more.

【0029】[他の触媒成分]本発明の酸化触媒は、前
記活性炭に担持された0価のパラジウム(A)及びヘテ
ロポリ酸(B)、強酸(C)に加えて、他の触媒成分を
含んでいてもよい。このような触媒成分として、例え
ば、Bi,Sn,Pb,Sbの単体又は化合物(D)等
が挙げられる。これらの触媒成分を併用すると、有機基
質や反応の種類により、目的化合物の収率や選択率が向
上する場合がある。例えば、シクロペンテン等のシクロ
アルケンを酸化する場合には、これらの成分(D)を添
加すると、無添加のときと比較して、シクロペンタノン
等のシクロアルカノンの収率及び選択率が大幅に向上す
る。
[Other Catalyst Components] The oxidation catalyst of the present invention contains other catalyst components in addition to the zero-valent palladium (A) supported on the activated carbon, the heteropolyacid (B), and the strong acid (C). You may go out. As such a catalyst component, for example, a simple substance of Bi, Sn, Pb, and Sb, or a compound (D) and the like can be mentioned. When these catalyst components are used in combination, the yield and selectivity of the target compound may be improved depending on the type of the organic substrate and the reaction. For example, when a cycloalkene such as cyclopentene is oxidized, the addition and addition of these components (D) greatly increase the yield and selectivity of cycloalkanone such as cyclopentanone as compared with the case without addition. improves.

【0030】Bi,Sn,Pb,Sbの単体又は化合物
(D)は、Bi,Sn,Pb,Sbの単体、または金属
成分としてBi,Sn,Pb,Sbを含有する化合物で
あれば特に制限がなく、それ自体公知の各種化合物を使
用することができる。例えば、Bi,Sn,Pb,Sb
の酸化物、水酸化物、塩(硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化
物などの無機塩類、酢酸塩などの有機酸塩類)、錯塩又
は錯体などが挙げられる。
The simple substance or compound (D) of Bi, Sn, Pb, Sb is not particularly limited as long as it is a simple substance of Bi, Sn, Pb, Sb or a compound containing Bi, Sn, Pb, Sb as a metal component. Instead, various compounds known per se can be used. For example, Bi, Sn, Pb, Sb
Oxides, hydroxides, salts (inorganic salts such as nitrates, sulfates, halides and the like, and organic acid salts such as acetates), complex salts and complexes.

【0031】前記Bi,Sn,Pb,Sbの単体又は化
合物(D)は、一種単独で使用しても、あるいは二種以
上を混合物、複合化合物、組成物などとして併用しても
よい。また、Bi,Sn,Pb,Sbの単体又は化合物
(D)は、水溶液や有機溶媒溶液などの各種溶液、懸濁
液の状態、あるいは活性炭等の担体に担持した状態等の
種々の態様で使用することができる。好ましい態様とし
て、0価のパラジウムと同一の活性炭に担持した態様で
用いることが挙げられ、その場合の担持量は、活性炭に
対して1〜20重量%程度である。
The aforementioned Bi, Sn, Pb, and Sb alone or the compound (D) may be used alone or in combination of two or more as a mixture, a composite compound, a composition, or the like. The simple substance or compound (D) of Bi, Sn, Pb, or Sb is used in various forms such as various solutions such as an aqueous solution or an organic solvent solution, a suspension, or a state of being supported on a carrier such as activated carbon. can do. As a preferred embodiment, it can be used in a state in which zero-valent palladium is supported on the same activated carbon, and in this case, the supported amount is about 1 to 20% by weight based on the activated carbon.

【0032】[酸化方法]本発明の酸化方法では、前記
酸化触媒の存在下、有機基質を分子状酸素で酸化する。
有機基質としては、非芳香族性不飽和化合物、例えば、
アルケン、シクロアルケンなどが挙げられる。
[Oxidation Method] In the oxidation method of the present invention, an organic substrate is oxidized with molecular oxygen in the presence of the oxidation catalyst.
Organic substrates include non-aromatic unsaturated compounds, for example,
Alkenes, cycloalkenes and the like can be mentioned.

【0033】アルケンとして、例えば、エテン、プロペ
ン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、2−ペン
テン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、2−ヘ
キセン、3−ヘキセン、1−ヘプテン、2−ヘプテン、
1−オクテン、2−オクテン、1−デセン、1−ウンデ
セン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オク
タデセン、1−イコセン、1−トリアコンテンなどの直
鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜30程度(好ましくは2
〜20程度)のアルケンなどが挙げられる。アルケンに
は、アルカポリエン類(例えば、ブタジエンなどのアル
カジエン等)も含まれる。
Examples of the alkene include ethene, propene, 1-butene, 2-butene, 1-pentene, 2-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 2-hexene, 3-hexene and 1-hexene. Heptene, 2-heptene,
1-octene, 2-octene, 1-decene, 1-undecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-icosene, 1-triaconten, etc. About 30 (preferably 2
Alkenes). Alkenes also include alkapolyenes (eg, alkadienes such as butadiene).

【0034】また、シクロアルケンとしては、例えば、
シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シク
ロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、シクロド
デセン、シクロオクタデセンなどの炭素数3〜30程度
のシクロアルケンなどが挙げられる。シクロアルケンに
は、シクロアルカジエンなどのシクロアルカポリエン類
も含まれる。
Further, as the cycloalkene, for example,
Examples thereof include cycloalkenes having about 3 to 30 carbon atoms, such as cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, cyclodecene, cyclododecene, and cyclooctadecene. Cycloalkenes also include cycloalkapolyenes such as cycloalkadiene.

【0035】これらの化合物は、分子内に種々の置換基
を有していてもよい。このような置換基として、例え
ば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換オキシ基(例
えば、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリー
ルオキシ基、アシルオキシ基、シリルオキシ基など)、
メルカプト基、置換チオ基(例えば、アルキルチオ基、
シクロアルキルチオ基、アリールチオ基など)、カルボ
キシル基、置換オキシカルボニル基(例えば、アルキル
オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基な
ど)、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、アシ
ル基、ホルミル基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ
基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール
基、複素環基などが挙げられる。
These compounds may have various substituents in the molecule. Examples of such a substituent include a halogen atom, a hydroxyl group, a substituted oxy group (eg, an alkoxy group, a cycloalkyloxy group, an aryloxy group, an acyloxy group, a silyloxy group, etc.),
Mercapto group, substituted thio group (for example, alkylthio group,
A cycloalkylthio group, an arylthio group, etc.), a carboxyl group, a substituted oxycarbonyl group (eg, an alkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, etc.), a substituted or unsubstituted carbamoyl group, a cyano group, an acyl group, a formyl group, a nitro group, Examples thereof include a substituted or unsubstituted amino group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, and a heterocyclic group.

【0036】置換基を有するアルケンの具体例として、
例えば、スチレン、メチルスチレンなどのスチレン誘導
体;アクリル酸エチルなどのα,β−不飽和エステル;
アクリロニトリルなどのα,β−不飽和ニトリル;アク
ロレインなどのα,β−不飽和アルデヒド;アクロレイ
ンジエチルアセタールなどのα,β−不飽和アセター
ル;ビニルメチルケトンなどのα,β−不飽和ケトンな
どが挙げられる。好ましい有機基質には、シクロペンテ
ン等のシクロアルケンが挙げられる。
As specific examples of the alkene having a substituent,
For example, styrene derivatives such as styrene and methylstyrene; α, β-unsaturated esters such as ethyl acrylate;
Α, β-unsaturated nitriles such as acrylonitrile; α, β-unsaturated aldehydes such as acrolein; α, β-unsaturated acetals such as acrolein diethyl acetal; and α, β-unsaturated ketones such as vinyl methyl ketone. Can be Preferred organic substrates include cycloalkenes such as cyclopentene.

【0037】有機基質の酸化に用いられる分子状酸素は
特に制限されず、純粋な酸素を用いてもよく、窒素、ヘ
リウム、アルゴンなどの不活性ガスで希釈した酸素や空
気を使用してもよい。分子状酸素の使用量は、有機基質
の種類などに応じて選択でき、通常、有機基質1モルに
対して、0.5モル以上(例えば、1モル以上)、好ま
しくは1〜100モル、さらに好ましくは1〜50モル
程度である。有機基質に対して過剰モルの分子状酸素を
用いる場合が多い。
The molecular oxygen used for the oxidation of the organic substrate is not particularly limited, and pure oxygen may be used, or oxygen or air diluted with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon may be used. . The amount of molecular oxygen used can be selected according to the type of the organic substrate and the like, and is usually 0.5 mol or more (eg, 1 mol or more), preferably 1 to 100 mol, and Preferably it is about 1 to 50 mol. Often an excess of molecular oxygen is used relative to the organic substrate.

【0038】0価のパラジウム(A)の使用量は、例え
ば、有機基質1モルに対して、0.001〜1モル、好
ましくは0.01〜0.5モル、さらに好ましくは0.
02〜0.2モル程度である。ヘテロポリ酸(B)の使
用量は、例えば、有機基質1モルに対して、0.000
1〜1モル、好ましくは0.001〜0.1モル、さら
に好ましくは0.002〜0.05モル程度である。強
酸(C)の使用量は、例えば、有機基質1モルに対し
て、0.001〜1モル、好ましくは0.01〜0.5
モル、さらに好ましくは0.05〜0.3モル程度であ
る。Bi,Sn,Pb,Sbの単体又は化合物(D)を
使用する場合、その使用量は、例えば、有機基質1モル
に対して、0.0001〜0.5モル、好ましくは0.
0005〜0.05モル、さらに好ましくは0.001
〜0.02モル程度である。
The amount of the zero-valent palladium (A) used is, for example, 0.001 to 1 mol, preferably 0.01 to 0.5 mol, more preferably 0.1 to 1 mol, per 1 mol of the organic substrate.
It is about 02 to 0.2 mol. The amount of the heteropolyacid (B) used is, for example, 0.000 to 1 mol of the organic substrate.
It is about 1 to 1 mol, preferably about 0.001 to 0.1 mol, and more preferably about 0.002 to 0.05 mol. The amount of the strong acid (C) used is, for example, 0.001-1 mol, preferably 0.01-0.5 mol, per 1 mol of the organic substrate.
Mole, more preferably about 0.05 to 0.3 mole. When Bi, Sn, Pb, or Sb alone or the compound (D) is used, the amount thereof is, for example, 0.0001 to 0.5 mol, preferably 0.1 to 0.5 mol, per 1 mol of the organic substrate.
0005-0.05 mol, more preferably 0.001
About 0.02 mol.

【0039】反応は、溶媒の存在下または非存在下の何
れで行ってもよい。溶媒は、有機基質及び目的生成物の
種類等により適当に選択できる。前記溶媒として、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香
族炭化水素;ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪
族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂
環式炭化水素;四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメ
タン、1、2−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水
素;酢酸、プロピオン酸、酪酸などのカルボン酸;アセ
トン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロ
ヘキサノンなどのケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢
酸イソプロピル、酢酸ブチルなどのエステル;N,N−
ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド
などのアミド;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベ
ンゾニトリルなどのニトリル;ジエチルエーテル、ジブ
チルエーテル、ジメトキシエタン、ジオキサン、テトラ
ヒドロフラン、エチレングリコールモノブチルエーテル
などの鎖状または環状エーテル;メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、2−エチルヘキシルアルコール
などのアルコールなどが挙げられる。これらの溶媒は一
種で、又は二種以上混合して用いられる。
The reaction may be carried out in the presence or absence of a solvent. The solvent can be appropriately selected depending on the type of the organic substrate and the target product, and the like. As the solvent, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane and octane; cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, Halogenated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane; carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid and butyric acid; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate and butyl acetate N, N-
Amides such as dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; nitriles such as acetonitrile, propionitrile and benzonitrile; linear or cyclic ethers such as diethyl ether, dibutyl ether, dimethoxyethane, dioxane, tetrahydrofuran and ethylene glycol monobutyl ether; Examples include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, and 2-ethylhexyl alcohol. These solvents are used singly or as a mixture of two or more.

【0040】アセトニトリル等の非プロトン性の極性溶
媒を用いて反応を行うと、シクロアルケンの酸化により
対応するシクロアルカノンを高い選択率及び収率で得る
ことができる。また、プロトン性の有機溶媒、例えば、
メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアル
コール;酢酸、プロピオン酸、酪酸などのカルボン酸等
を用いて反応を行うと、シクロアルケノンの選択率が大
幅に向上する。
When the reaction is carried out using an aprotic polar solvent such as acetonitrile, the corresponding cycloalkanone can be obtained with high selectivity and yield by oxidation of the cycloalkene. Also, a protic organic solvent, for example,
When the reaction is performed using an alcohol such as methanol, ethanol, or isopropanol; or a carboxylic acid such as acetic acid, propionic acid, or butyric acid, the selectivity for cycloalkenones is significantly improved.

【0041】反応温度は、有機基質や反応の種類などに
応じ、反応速度及び反応選択性を考慮して適宜選択でき
るが、例えば、0〜200℃、好ましくは10〜100
℃程度である。反応は常圧で行ってもよく、加圧下に行
ってもよい。また、反応はバッチ式、セミバッチ式、連
続式などの何れの方法で行ってもよい。
The reaction temperature can be appropriately selected in consideration of the reaction rate and the reaction selectivity according to the organic substrate and the type of the reaction, and is, for example, 0 to 200 ° C., preferably 10 to 100 ° C.
It is about ° C. The reaction may be performed at normal pressure or under pressure. The reaction may be performed by any method such as a batch system, a semi-batch system, and a continuous system.

【0042】本発明の酸化方法は、例えば、アルケン又
はシクロアルケンから対応するケトンを生成させるワッ
カー型の反応などに適用できる。
The oxidation method of the present invention can be applied to, for example, a Wacker-type reaction for producing a corresponding ketone from an alkene or a cycloalkene.

【0043】ワッカー型の反応は、水が必ずしも必要で
ないが、通常は、水の存在下で行われる。この反応で
は、有機基質としてアルケンを用いると、対応するオキ
ソアルカン(脂肪族ケトン)が生成する。なお、アルケ
ンのうち末端オレフィンを用いると、対応するメチルケ
トンが得られる。より具体的には、1−デセン及びスチ
レンからは、それぞれ、メチルオクチルケトン及びアセ
トフェノンが生成する。また、有機基質としてシクロア
ルケンを用いると、対応するシクロアルカノン、及び反
応条件によりシクロアルケノンが生成する。例えば、シ
クロペンテンからは、シクロペンタノンと、条件により
シクロペンテノンが得られる。
The Wacker-type reaction does not necessarily require water, but is usually carried out in the presence of water. In this reaction, when an alkene is used as an organic substrate, a corresponding oxoalkane (aliphatic ketone) is generated. In addition, when a terminal olefin is used among the alkenes, a corresponding methyl ketone is obtained. More specifically, methyl octyl ketone and acetophenone are produced from 1-decene and styrene, respectively. When a cycloalkene is used as an organic substrate, a corresponding cycloalkanone and a cycloalkene are produced depending on reaction conditions. For example, from cyclopentene, cyclopentanone and, depending on conditions, cyclopentenone can be obtained.

【0044】水の量は触媒量であってもよく、また、有
機基質に対して過剰モル存在していてもよい。例えば、
水の使用量は、有機基質1モルに対して0.001〜1
000モル、好ましくは1〜100モル程度である。
The amount of water may be a catalytic amount or may be present in an excess molar amount with respect to the organic substrate. For example,
The amount of water used is 0.001 to 1 with respect to 1 mol of the organic substrate.
000 mol, preferably about 1 to 100 mol.

【0045】反応により生成した酸化生成物は、慣用の
分離手段、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再
結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段によ
り、又はこれらを組み合わせることにより容易に分離精
製できる。
The oxidation product produced by the reaction can be easily separated by conventional separation means, for example, filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography and the like, or a combination thereof. It can be separated and purified.

【0046】本発明の酸化触媒は、活性炭に担持された
0価のパラジウムと、ヘテロポリ酸と、強酸とで構成さ
れているため、極めて高い触媒活性を示し、例えば、ア
ルケンやシクロアルケンなどの有機基質から、対応する
カルボニル化合物を、温和な条件下、高い収率で効率よ
く生成させることができる。上記酸化触媒に、Bi,S
n,Pb,Sbの単体又は化合物を加えると、カルボニ
ル化合物をさらに高い収率で得ることができる。さら
に、溶媒として非プロトン性の極性溶媒を用いて反応を
行うと、シクロアルケンの酸化によりシクロアルカノン
を高い選択率及び収率で得ることができ、また、プロト
ン性の有機溶媒を用いると、シクロアルケンの酸化によ
りシクロアルケノンの選択率を大幅に向上させることが
できる。そのため、工業的な酸化触媒として極めて有用
である。
Since the oxidation catalyst of the present invention is composed of zero-valent palladium supported on activated carbon, a heteropolyacid, and a strong acid, it exhibits extremely high catalytic activity, for example, an organic catalyst such as an alkene or a cycloalkene. The corresponding carbonyl compound can be efficiently produced from the substrate in a high yield under a mild condition. Bi, S is added to the oxidation catalyst.
By adding a simple substance or a compound of n, Pb and Sb, a carbonyl compound can be obtained in a higher yield. Furthermore, when the reaction is carried out using an aprotic polar solvent as a solvent, cycloalkanone can be obtained in a high selectivity and a high yield by oxidation of cycloalkene, and when a protic organic solvent is used, Oxidation of the cycloalkene can greatly improve the selectivity of the cycloalkenones. Therefore, it is extremely useful as an industrial oxidation catalyst.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の酸化触媒及び酸化方法によれ
ば、有機基質を効率よく酸化できる。また、本発明の製
造方法によれば、シクロアルケン又はアルケンから対応
するカルボニル化合物を高い転化率及び収率で得ること
ができる。
According to the oxidation catalyst and the oxidation method of the present invention, an organic substrate can be efficiently oxidized. Further, according to the production method of the present invention, a corresponding carbonyl compound can be obtained from cycloalkene or alkene at a high conversion and a high yield.

【0048】[0048]

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定され
るものではない。 実施例1 シクロペンテン273mg(4.01mmol)、H5
PMo10240・31H2O46.3mg(0.020
2mmol)、55.25重量%含水10重量%Pd/
C(商品名「PE−Type」、N.E.CHEMCA
T社製)446.4mg(Pd;0.188mmo
l)、メタンスルホン酸41.7mg(0.434mm
ol)、及びアセトニトリル/水(9ml/1ml)を
ガラス製フラスコに入れ、酸素雰囲気下(0.1MP
a)、温度50℃で8時間攪拌した。ガスクロマトグラ
フィーによる分析の結果、シクロペンテンの転化率は9
3%、シクロペンタノン(CPon)の収率82%、2
−シクロペンテン−1−オン(CPenon)の収率は
5%であった。これらの結果を表1に示した。
EXAMPLES The present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 cyclopentene 273mg (4.01mmol), H 5
PMo 10 V 2 O 40 · 31H 2 O46.3mg (0.020
2 mmol), 55.25% by weight water-containing 10% by weight Pd /
C (trade name "PE-Type", NE CHEMCA
446.4 mg (manufactured by T Company) (Pd; 0.188 mmol)
l), 41.7 mg of methanesulfonic acid (0.434 mm
ol) and acetonitrile / water (9 ml / 1 ml) were placed in a glass flask and placed in an oxygen atmosphere (0.1MP
a), The mixture was stirred at a temperature of 50 ° C. for 8 hours. As a result of analysis by gas chromatography, the conversion of cyclopentene was 9
3%, cyclopentanone (CPon) yield 82%, 2
The yield of -cyclopenten-1-one (CPenon) was 5%. The results are shown in Table 1.

【0049】実施例2 実施例1において、H5PMo10240・31H2O4
6.3mg(0.0202mmol)の代わりに、H6
PMo9340・30H2O44.9mg(0.020
1mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の操作で
反応を行った。ガスクロマトグラフィーによる分析の結
果、シクロペンテンの転化率は98%、シクロペンタノ
ンの収率71%、2−シクロペンテン−1−オンの収率
は5%であった。その結果を表1に示した。
[0049] In Example 2 Example 1, H 5 PMo 10 V 2 O 40 · 31H 2 O4
Instead of 6.3 mg (0.0202 mmol), H 6
44.9 mg of PMo 9 V 3 O 40 .30H 2 O (0.020
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 1 mmol) was used. As a result of analysis by gas chromatography, the conversion of cyclopentene was 98%, the yield of cyclopentanone was 71%, and the yield of 2-cyclopenten-1-one was 5%. The results are shown in Table 1.

【0050】実施例3 実施例1において、H5PMo10240・31H2O4
6.3mg(0.0202mmol)の代わりに、H7
PMo8440・28H2O43.5mg(0.020
2mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の操作で
反応を行った。ガスクロマトグラフィーによる分析の結
果、シクロペンテンの転化率は98%、シクロペンタノ
ンの収率68%、2−シクロペンテン−1−オンの収率
は2%であった。その結果を表1に示した。
[0050] In Example 3 Example 1, H 5 PMo 10 V 2 O 40 · 31H 2 O4
Instead of 6.3 mg (0.0202 mmol), H 7
PMo 8 V 4 O 40 .28H 2 O 43.5 mg (0.020
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 2 mmol) was used. As a result of analysis by gas chromatography, the conversion of cyclopentene was 98%, the yield of cyclopentanone was 68%, and the yield of 2-cyclopenten-1-one was 2%. The results are shown in Table 1.

【0051】実施例4 シクロペンテン280mg(4.11mmol)、H5
PMo10240・31H2O46.1mg(0.020
1mmol)、10重量%Pd−3重量%Bi/C(商
品名「NX−Type」、N.E.CHEMCAT社
製)200mg(Pd;0.188mmol)、濃硫酸
47.4mg(0.483mmol)、及びアセトニト
リル/水(9ml/1ml)をガラス製フラスコに入
れ、酸素雰囲気下(0.1MPa)、温度50℃で8時
間攪拌した。ガスクロマトグラフィーによる分析の結
果、シクロペンテンの転化率は99%、シクロペンタノ
ンの収率88%、2−シクロペンテン−1−オンの収率
は3%であった。その結果を表1に示した。
Example 4 280 mg (4.11 mmol) of cyclopentene, H 5
PMo 10 V 2 O 40 · 31H 2 O46.1mg (0.020
1 mmol), 10 wt% Pd-3 wt% Bi / C (trade name “NX-Type”, manufactured by NE CHEMCAT) 200 mg (Pd; 0.188 mmol), 47.4 mg (0.483 mmol) concentrated sulfuric acid And acetonitrile / water (9 ml / 1 ml) were placed in a glass flask and stirred at 50 ° C. for 8 hours under an oxygen atmosphere (0.1 MPa). As a result of analysis by gas chromatography, the conversion of cyclopentene was 99%, the yield of cyclopentanone was 88%, and the yield of 2-cyclopenten-1-one was 3%. The results are shown in Table 1.

【0052】実施例5 実施例4において、10重量%Pd−3重量%Bi/C
200mg(Pd;0.188mmol)の代わりに、
50.39重量%含水10重量%Pd/C(商品名「N
X−Type」、N.E.CHEMCAT社製)40
3.7mg(0.188mmol)を用いた以外は、実
施例4と同様の操作で反応を行った。ガスクロマトグラ
フィーによる分析の結果、シクロペンテンの転化率は1
00%、シクロペンタノンの収率74%、2−シクロペ
ンテン−1−オンの収率は4%であった。その結果を表
1に示した。
Example 5 In Example 4, 10% by weight of Pd-3% by weight of Bi / C
Instead of 200 mg (Pd; 0.188 mmol),
50.39% by weight water-containing 10% by weight Pd / C (trade name "N
X-Type ", N.M. E. FIG. CHEMCAT) 40
The reaction was carried out in the same manner as in Example 4, except that 3.7 mg (0.188 mmol) was used. As a result of analysis by gas chromatography, the conversion of cyclopentene was 1
00%, the yield of cyclopentanone was 74%, and the yield of 2-cyclopenten-1-one was 4%. The results are shown in Table 1.

【0053】実施例6 シクロペンテン277mg(4.06mmol)、H5
PMo10240・31H2O46.4mg(0.020
2mmol)、55.25重量%含水10重量%Pd/
C(商品名「PE−Type」、N.E.CHEMCA
T社製)447mg(Pd;0.188mmol)、濃
硫酸43.2mg(0.440mmol)、及びエタノ
ール/水(9ml/1ml)をガラス製フラスコに入
れ、酸素雰囲気下(0.1MPa)、温度50℃で8時
間攪拌した。ガスクロマトグラフィーによる分析の結
果、シクロペンテンの転化率は92%、シクロペンタノ
ンの収率49%、2−シクロペンテン−1−オンの収率
は25%であった。その結果を表1に示した。
Example 6 277 mg (4.06 mmol) of cyclopentene, H 5
PMo 10 V 2 O 40 · 31H 2 O46.4mg (0.020
2 mmol), 55.25% by weight water-containing 10% by weight Pd /
C (trade name "PE-Type", NE CHEMCA
447 mg (Pd; 0.188 mmol), 43.2 mg (0.440 mmol) of concentrated sulfuric acid, and ethanol / water (9 ml / 1 ml) were placed in a glass flask and placed in an oxygen atmosphere (0.1 MPa). Stirred at 50 ° C. for 8 hours. As a result of analysis by gas chromatography, the conversion of cyclopentene was 92%, the yield of cyclopentanone was 49%, and the yield of 2-cyclopenten-1-one was 25%. The results are shown in Table 1.

【0054】実施例7 エタノール9mlの代わりに、アセトニトリル9mlを
用いた以外は実施例6と同様の操作で反応を行った。ガ
スクロマトグラフィーによる分析の結果、シクロペンテ
ンの転化率は97%、シクロペンタノンの収率67%、
2−シクロペンテン−1−オンの収率は6%であった。
その結果を表1に示した。
Example 7 A reaction was carried out in the same manner as in Example 6, except that 9 ml of acetonitrile was used instead of 9 ml of ethanol. As a result of analysis by gas chromatography, the conversion of cyclopentene was 97%, the yield of cyclopentanone was 67%,
The yield of 2-cyclopenten-1-one was 6%.
The results are shown in Table 1.

【0055】比較例1 実施例1において、H5PMo10240・31H2O4
6.3mg(0.0202mmol)の代わりに、(N
45PMo1024036mg(0.0219mmo
l)を用いた以外は、実施例1と同様の操作で反応を行
った。ガスクロマトグラフィーによる分析の結果、シク
ロペンテンの転化率は86%、シクロペンタノンの収率
33%、2−シクロペンテン−1−オンの収率は0.8
%であった。その結果を表1に示した。
[0055] In Comparative Example 1 Example 1, H 5 PMo 10 V 2 O 40 · 31H 2 O4
Instead of 6.3 mg (0.0202 mmol), (N
H 4 ) 5 PMo 10 V 2 O 40 36 mg (0.0219 mmo
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that l) was used. As a result of analysis by gas chromatography, the conversion of cyclopentene was 86%, the yield of cyclopentanone was 33%, and the yield of 2-cyclopenten-1-one was 0.8.
%Met. The results are shown in Table 1.

【表1】 [Table 1]

フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA02 AA03 AA08 BA08A BA08B BA43A BB07A BB07B BC21A BC22A BC25A BC25B BC26A BC54A BC54B BC59A BC59B BC60A BD07A BD07B CB07 CB72 DA03 FA01 4H006 AA02 AC44 BA11 BA12 BA13 BA14 BA25 BA30 BA55 BA66 BB40 BB41 BB42 BE30 4H039 CA62 CC30 Continued on front page F-term (reference) 4G069 AA02 AA03 AA08 BA08A BA08B BA43A BB07A BB07B BC21A BC22A BC25A BC25B BC26A BC54A BC54B BC59A BC59B BC60A BD07A BD07B CB07 CB72 DA03 FA01 4H006 AA02 BA42 BA14 BA14 BA26 CA62 CC30

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)活性炭に担持された0価のパラジ
ウムと、(B)ヘテロポリ酸と、(C)強酸とで構成さ
れた酸化触媒。
An oxidation catalyst comprising (A) zero-valent palladium supported on activated carbon, (B) a heteropolyacid, and (C) a strong acid.
【請求項2】 さらに、(D)ビスマス、スズ、鉛、及
びアンチモンから選択された少なくとも1つの元素を含
む単体又は化合物を組み合わせた請求項1記載の酸化触
媒。
2. The oxidation catalyst according to claim 1, further comprising (D) a simple substance or a compound containing at least one element selected from bismuth, tin, lead and antimony.
【請求項3】 ヘテロポリ酸(B)が完全プロトン型で
ある請求項1又は2記載の酸化触媒。
3. The oxidation catalyst according to claim 1, wherein the heteropolyacid (B) is of a complete proton type.
【請求項4】 ヘテロポリ酸(B)が下記式 Hx+3PA12-xx40 (式中、AはMo又はWを示し、xは1〜4の整数であ
る)で表されるリンバナドモリブデン酸又はリンバナド
タングステン酸である請求項1〜3の何れかの項に記載
の酸化触媒。
4. The heteropolyacid (B) is represented by the following formula: H x + 3 PA 12-x V x O 40 (where A represents Mo or W, and x is an integer of 1 to 4). The oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the oxidation catalyst is phosphorus vanado molybdic acid or phosphorus vanado tungstic acid.
【請求項5】 請求項1記載の酸化触媒の存在下、有機
基質を分子状酸素で酸化する酸化方法。
5. An oxidation method for oxidizing an organic substrate with molecular oxygen in the presence of the oxidation catalyst according to claim 1.
【請求項6】 反応溶媒として非プロトン性の極性溶媒
又はプロトン性の有機溶媒を用いる請求項5記載の酸化
方法。
6. The oxidation method according to claim 5, wherein an aprotic polar solvent or a protic organic solvent is used as the reaction solvent.
【請求項7】 有機基質がアルケン又はシクロアルケン
である請求項5記載の酸化方法。
7. The method according to claim 5, wherein the organic substrate is an alkene or a cycloalkene.
【請求項8】 請求項1記載の酸化触媒の存在下、アル
ケン又はシクロアルケンと分子状酸素とを反応させて、
対応するカルボニル化合物を得ることを特徴とするカル
ボニル化合物の製造方法。
8. An alkene or cycloalkene is reacted with molecular oxygen in the presence of the oxidation catalyst according to claim 1,
A method for producing a carbonyl compound, which comprises obtaining a corresponding carbonyl compound.
【請求項9】 シクロアルケンと分子状酸素とを反応さ
せて、対応するシクロアルカノン及び/又はシクロアル
ケノンを得る請求項8記載のカルボニル化合物の製造方
法。
9. The process for producing a carbonyl compound according to claim 8, wherein the cycloalkene is reacted with molecular oxygen to obtain the corresponding cycloalkanone and / or cycloalkenone.
JP2000396865A 2000-12-27 2000-12-27 Oxidation catalyst and method for producing carbonyl compound using the catalyst Withdrawn JP2002191979A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000396865A JP2002191979A (en) 2000-12-27 2000-12-27 Oxidation catalyst and method for producing carbonyl compound using the catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000396865A JP2002191979A (en) 2000-12-27 2000-12-27 Oxidation catalyst and method for producing carbonyl compound using the catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002191979A true JP2002191979A (en) 2002-07-10

Family

ID=18862089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000396865A Withdrawn JP2002191979A (en) 2000-12-27 2000-12-27 Oxidation catalyst and method for producing carbonyl compound using the catalyst

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002191979A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003073324A (en) * 2001-08-30 2003-03-12 Daicel Chem Ind Ltd Method for producing carbonyl compound
JP2006075819A (en) * 2004-02-10 2006-03-23 Mitsubishi Rayon Co Ltd Catalyst for producing alpha, beta-unsaturated carboxylic acid and method for preparation thereof and method for producing alpha, beta-unsaturated carboxylic acid
JP2007185656A (en) * 2006-01-11 2007-07-26 Sumitomo Chemical Co Ltd Method of manufacturing cycloalkanone
WO2010061807A1 (en) 2008-11-25 2010-06-03 新日本石油株式会社 Ketone manufacturing method
WO2011043459A1 (en) 2009-10-08 2011-04-14 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Method for producing ketone

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003073324A (en) * 2001-08-30 2003-03-12 Daicel Chem Ind Ltd Method for producing carbonyl compound
JP2006075819A (en) * 2004-02-10 2006-03-23 Mitsubishi Rayon Co Ltd Catalyst for producing alpha, beta-unsaturated carboxylic acid and method for preparation thereof and method for producing alpha, beta-unsaturated carboxylic acid
JP4699038B2 (en) * 2004-02-10 2011-06-08 三菱レイヨン株式会社 Catalyst for producing α, β-unsaturated carboxylic acid, method for producing the same, and method for producing α, β-unsaturated carboxylic acid
JP2007185656A (en) * 2006-01-11 2007-07-26 Sumitomo Chemical Co Ltd Method of manufacturing cycloalkanone
WO2010061807A1 (en) 2008-11-25 2010-06-03 新日本石油株式会社 Ketone manufacturing method
US8507728B2 (en) 2008-11-25 2013-08-13 Jx Nippon Oil & Energy Corporation Method for manufacturing ketone
WO2011043459A1 (en) 2009-10-08 2011-04-14 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Method for producing ketone
CN102548942A (en) * 2009-10-08 2012-07-04 吉坤日矿日石能源株式会社 Method for producing ketone

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1192983B1 (en) Promoted multi-metal oxide catalyst
JP2770734B2 (en) Method for producing acetic acid
US6914150B2 (en) Mixed-metal oxide catalysts and processes for preparing the same
EP0767164B1 (en) Method for producing a nitrile
JP3803254B2 (en) Acetic acid or catalyst for producing acetic acid and ethyl acetate, method for producing the same, and method for producing acetic acid or acetic acid and ethyl acetate using the same
US20020183198A1 (en) Annealed and promoted catalyst
MXPA01009744A (en) Method for producing unsaturated carboxylic acids and unsaturated nitriles.
US8178718B2 (en) Catalyst for oxidation of saturated and unsaturated aldehydes to unsaturated carboxylic acid, method of making and method of using thereof
US20100130758A1 (en) Method for producing carbonyl compound
JP4081824B2 (en) Acrylic acid production method
JP2002191979A (en) Oxidation catalyst and method for producing carbonyl compound using the catalyst
JP3748820B2 (en) Catalyst for producing acetic acid, method for producing the same, and method for producing acetic acid using the same
JP4182237B2 (en) Catalyst for gas-phase catalytic oxidation reaction of isobutane and method for producing alkene and / or oxygen-containing compound using the same
JP4063383B2 (en) Oxidation catalyst and oxidation method using the same
JPH0832644B2 (en) Method for producing methacrylic acid and / or methacrolein
JPS6048496B2 (en) Method for producing methacrylic acid
KR20010102372A (en) Catalyst for producing acetic acid, method for preparing the same and method for producing acetic acid using the same
JPH05148184A (en) Production of carboxylic acid ester
JP3232971B2 (en) Catalyst for producing acetic acid, method for producing the catalyst, and method for producing acetic acid using the catalyst
JPH0250892B2 (en)
JPH0847642A (en) Catalyst for production of unsaturated aldehyde and unsaturated carboxylic acid and production of unsaturated aldehyde and unsaturated carboxylic acid using the catalyst
JPH10263399A (en) Catalyst for production of carboxylic ester
JP2003073324A (en) Method for producing carbonyl compound
JPH06293695A (en) Production of acetic acid
JPS629099B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070926

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20091029