JP2002527347A - Melタイプチタンシリカライトの製造方法、それによって得られる生成物およびその触媒への応用 - Google Patents
Melタイプチタンシリカライトの製造方法、それによって得られる生成物およびその触媒への応用Info
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-
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
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-
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、新規なMEL−タイプのチタンシリカライトの製造方法、それによって得られる製品およびその触媒作用利用分野における種々の用途に関する。MEL−タイプのチタンシリカライトを製造するこの独創的な方法は、それが、少なくともケイ素元素とチタン元素を含む無定形キセロゲル(TiO2−SiO2)に少なくとも1種の構造形成剤および少なくとも1種の移動化剤の水酸化物イオンを含む溶液を含浸させ、ただし、該含浸液は構造形成剤として用いて有効な量以上の3,5−ジメチルピペリジニウムタイプの化合物を含み、その反応混合物をゼオライトの結晶化温度まで加熱し、次いで、得られたゼオライトを取り出し焼成することからなることを特徴とする。得られたゼオライト結晶は、その製造方法からくる独特の形態を呈する。
Description
【0001】 本発明は、新規なMELタイプチタンシリカライトの製造方法、それによって
得られる製品およびその触媒作用利用分野における種々の応用に関する。
得られる製品およびその触媒作用利用分野における種々の応用に関する。
【0002】 チタンシリカライト(TS−2)は、文献、特に、W.M.Meierおよび
D.H.Olson共著「Atlas of Zeolite Structu
re Types」、国際ゼオライト協会構造委員会(the Structu
re Commission of the International Z
eolite Association)1992年発行の132頁に広く記載
されている公知の製品である。
D.H.Olson共著「Atlas of Zeolite Structu
re Types」、国際ゼオライト協会構造委員会(the Structu
re Commission of the International Z
eolite Association)1992年発行の132頁に広く記載
されている公知の製品である。
【0003】 そのようなゼオライトは、MELタイプの構造を有することが記されている。
【0004】 TS−2製造方法の最初の1つは、ベルギー特許BE−A−1001038号
によれば、特にo−ケイ酸テトラエチルであるケイ素源と、特にチタンテトラア
ルコキシドであるチタン源と、水酸化物イオンで構成される移動化剤と、好まし
くは水酸化テトラブチルアンモニウムである鋳型とを反応させて得られる生成物
を結晶化させることからなる。
によれば、特にo−ケイ酸テトラエチルであるケイ素源と、特にチタンテトラア
ルコキシドであるチタン源と、水酸化物イオンで構成される移動化剤と、好まし
くは水酸化テトラブチルアンモニウムである鋳型とを反応させて得られる生成物
を結晶化させることからなる。
【0005】 この方法を用いて製造したTS−2は、実際はMELタイプの構造ではなくて
、「ペンタシル」ラメラの不十分な積み重なりの結果として、MEL/MFIか
らみ合いの構造が形成されている。これら多数の欠陥は触媒作用に有害となり得
る。
、「ペンタシル」ラメラの不十分な積み重なりの結果として、MEL/MFIか
らみ合いの構造が形成されている。これら多数の欠陥は触媒作用に有害となり得
る。
【0006】 その欠点を克服するために、国際特許WO−A−96/34827号は、特別
な鋳型、すなわち、3,5−ジメチルN,N−ジエチルピペリジニウムを使用し
て純粋なMELタイプの相をもったTS−2ゼオライトを製造することを提案し
ている。
な鋳型、すなわち、3,5−ジメチルN,N−ジエチルピペリジニウムを使用し
て純粋なMELタイプの相をもったTS−2ゼオライトを製造することを提案し
ている。
【0007】 そこに記載されている方法は、チタン酸化物源およびケイ素酸化物源の両方と
少なくとも1種の3,5−ジメチルピペリジニウムタイプの化合物を含む反応混
合物を調製し、ゼオライト結晶が生成するのに十分な条件にその水溶液を維持し
、次いでその結晶を回収することからなる。
少なくとも1種の3,5−ジメチルピペリジニウムタイプの化合物を含む反応混
合物を調製し、ゼオライト結晶が生成するのに十分な条件にその水溶液を維持し
、次いでその結晶を回収することからなる。
【0008】 その方法の不利な点は、結晶化の時間が比較的長いことであって、実施例には
2週間という期間が述べられている。さらに、使用する鋳型の量が多かった。
2週間という期間が述べられている。さらに、使用する鋳型の量が多かった。
【0009】 本発明の目的は、もっと少量の鋳型を使用することができ、結晶化時間がずっ
と短く、より工業的に成り立つ純粋なTS−2の製造方法を提供することである
。
と短く、より工業的に成り立つ純粋なTS−2の製造方法を提供することである
。
【0010】 本発明は、以下の段階からなるチタンシリカライトの製造方法を提供する。
【0011】 ・少なくともケイ素元素とチタン元素を含む無定形キセロゲル(TiO2−S
iO2)に少なくとも1種の鋳型および少なくとも1種の水酸化物移動化剤を含
む溶液を含浸させること。ただし、該含浸液は鋳型として用いて有効な量以上の
3,5−ジメチルピペリジニウムタイプの化合物を含む。
iO2)に少なくとも1種の鋳型および少なくとも1種の水酸化物移動化剤を含
む溶液を含浸させること。ただし、該含浸液は鋳型として用いて有効な量以上の
3,5−ジメチルピペリジニウムタイプの化合物を含む。
【0012】 ・その反応混合物をゼオライトの結晶化温度まで加熱すること。
【0013】 ・次いで、得られたゼオライトを取り出し焼成すること。
【0014】 この含浸技術を用いて得られるチタンシリカライトは、MELタイプの構造を
有する。
有する。
【0015】 それはケイ素酸化物およびチタン酸化物並びにその化学組成に基づくものであ
って、焼成後は次式を対応する。
って、焼成後は次式を対応する。
【0016】 Si(96−x)TixO192 (I) ただし、xは0.1〜6の範囲、好ましくは、0.1〜4の範囲である。
【0017】 本発明の方法を用いて得られるチタンシリカライトは正方晶結晶系であり、表
(I)で限定するX線回折図を示す。
(I)で限定するX線回折図を示す。
【0018】 この表は、ゼオライト骨格に組み込まれるチタンの限界的濃度または、より正
確には、Ti/Siの比に対応する種々の平面間スペースdhklの限界値を示
す。
確には、Ti/Siの比に対応する種々の平面間スペースdhklの限界値を示
す。
【0019】 このチタンシリカライトは都合のよいことにそのX線回折図によって同定する
ことができる。
ことができる。
【0020】 このX線回折図は、銅K線を使用する通常の粉体技術を採用する回折計を使用
して得ることができる。
して得ることができる。
【0021】 角度2で表される回折ピークの位置から、ブラッグの関係式を用いて試料の特
徴的平面間スペースdhklを計算する。
徴的平面間スペースdhklを計算する。
【0022】 (dhkl)の測定における誤差は、ブラッグの関係式を用い、絶対誤差(2
)の関数として計算する。
)の関数として計算する。
【0023】 0.2°の絶対誤差(2)を慣例的に採用する。
【0024】 各dhklの値に対して記録される相対強度I/I0は、対応する回折ピーク
の高さから推定する。
の高さから推定する。
【0025】 標準的には、この強度を特徴づけるのにはある尺度、すなわち、VS=非常に
強い、S=強い、MS=中位〜強い、MW=中位〜弱い、W=弱い、VW=非常
に弱い、を使用する。
強い、S=強い、MS=中位〜強い、MW=中位〜弱い、W=弱い、VW=非常
に弱い、を使用する。
【0026】
【表2】 結晶形態は走査型電子顕微鏡によって測定する。
【0027】 結晶は以下の寸法を有する平行エピペッドの形状をしている。
【0028】 ・厚さ、50nmと500nmの間、好ましくは、100nmと250nmの
間。
間。
【0029】 ・長さ、100nmと1000nmの間、好ましくは、300nmと500n
mの間。
mの間。
【0030】 ・幅、50nmと500nmの間、好ましくは、100nmと250nmの間
。
。
【0031】 このタイプの形態は、本発明の方法、すなわち、水酸化物媒体中の合成および
キセロゲル含浸技術の特徴である。
キセロゲル含浸技術の特徴である。
【0032】 本発明の方法に従い、以下の段階からなる方法を用いてゼオライトを製造する
。
。
【0033】 ・少なくともケイ素元素とチタン元素を含む無定形キセロゲル(TiO2−S
iO2)に少なくとも1種の鋳型および少なくとも1種の水酸化物移動化剤を含
む溶液を含浸させること。ただし、該含浸液は鋳型として用いて有効な量以上の
3,5−ジメチルピペリジニウムタイプの化合物を含む。
iO2)に少なくとも1種の鋳型および少なくとも1種の水酸化物移動化剤を含
む溶液を含浸させること。ただし、該含浸液は鋳型として用いて有効な量以上の
3,5−ジメチルピペリジニウムタイプの化合物を含む。
【0034】 ・その反応混合物をゼオライトの結晶化温度まで加熱すること。
【0035】 ・次いで、得られたゼオライトを取り出し焼成すること。
【0036】 「キセロゲル」という用語はTiO2−SiO2 の混合酸化物からなる乾燥
した無定形ゲルを意味する。
した無定形ゲルを意味する。
【0037】 最初にキセロゲルを調製する。1つの好ましい調製形態は、ケイ素源を酸性媒
体中で加水分解し、次いでチタン源を添加することからなる。調製したゾルは塩
基を加えるかまたは加熱することによりゲル化させる。そのゲルを適当な温度で
乾燥する。
体中で加水分解し、次いでチタン源を添加することからなる。調製したゾルは塩
基を加えるかまたは加熱することによりゲル化させる。そのゲルを適当な温度で
乾燥する。
【0038】 酸化数が+4のいくつかの元素状ケイ素源を使用することができる。列挙が可
能な例としては、ヒドロゲル形のシリカ、エアロゲル形のシリカ、キセロゲル形
のシリカ、コロイド状懸濁液の形のシリカ、可溶性ケイ酸塩溶液からの沈殿また
はSi(OCH3)4、Si(OC2H5)4等のケイ酸エステル類の加水分解
に由来するシリカがある。またハロゲン化ケイ素その他加水分解可能な4価のケ
イ素化合物を使用することも可能である。
能な例としては、ヒドロゲル形のシリカ、エアロゲル形のシリカ、キセロゲル形
のシリカ、コロイド状懸濁液の形のシリカ、可溶性ケイ酸塩溶液からの沈殿また
はSi(OCH3)4、Si(OC2H5)4等のケイ酸エステル類の加水分解
に由来するシリカがある。またハロゲン化ケイ素その他加水分解可能な4価のケ
イ素化合物を使用することも可能である。
【0039】 ケイ素源は、好ましくは、アルキルケイ酸エステルから選択し、最も好ましく
はケイ酸テトラエチルである。
はケイ酸テトラエチルである。
【0040】 例として列挙可能なチタン酸化物源としては、結晶性および無定形チタン酸化
物または水酸化物、ハロゲン化物(TiCl4)、好ましくはオルトチタン酸テ
トラエチルまたはオルトチタン酸テトラブチルであるオルトチタン酸アルキル等
の有機チタン誘導体等の加水分解することができる4価チタン化合物、またはT
iOSO4、TiOCl2、(NH4)2TiO(C2H4)2等の可溶性チタ
ン塩がある。
物または水酸化物、ハロゲン化物(TiCl4)、好ましくはオルトチタン酸テ
トラエチルまたはオルトチタン酸テトラブチルであるオルトチタン酸アルキル等
の有機チタン誘導体等の加水分解することができる4価チタン化合物、またはT
iOSO4、TiOCl2、(NH4)2TiO(C2H4)2等の可溶性チタ
ン塩がある。
【0041】 シリカ源またはチタン酸化物源として、Si元素およびTi元素を含む化合物
、例えば、これら2つの元素の酸化物に基づくガラスまたはゲルを使用すること
もまた可能である。
、例えば、これら2つの元素の酸化物に基づくガラスまたはゲルを使用すること
もまた可能である。
【0042】 シリカ源およびチタン酸化物源は溶解できる形または粉末固体として、また、
ペレットまたは押し出し成形物等の集塊状態のものでも、形態を変更することな
く、所望の構造を有するチタノゼオシライトに変換できるものは採用することが
できる。
ペレットまたは押し出し成形物等の集塊状態のものでも、形態を変更することな
く、所望の構造を有するチタノゼオシライトに変換できるものは採用することが
できる。
【0043】 このキセロゲル中のTiO2/SiO2 のモル比は、好ましくは、25〜2
00の範囲であり、より好ましくは、35〜100の範囲である。
00の範囲であり、より好ましくは、35〜100の範囲である。
【0044】 好ましい条件下で、ケイ素源は酸性溶液(例えば、希塩酸)中で加水分解し、
次いで同じ溶液中でチタン源を加水分解し、透明な溶液を得る。
次いで同じ溶液中でチタン源を加水分解し、透明な溶液を得る。
【0045】 好ましくは、濃度が0.01N〜2Nの好都合な範囲の希酸を使用してケイ素
源を加水分解することから出発する。
源を加水分解することから出発する。
【0046】 酸の使用量は、H2O/Si比が2〜10の範囲、好ましくは、3〜5の範囲
となるようにする。
となるようにする。
【0047】 チタン源を加える。
【0048】 チタン源を有機溶媒の添加によって希釈するのは好ましい変化である。例えば
、低炭素数の、例えば、炭素原子1〜5個のアルコール、好ましくは、イソプロ
パノールを使用する。
、低炭素数の、例えば、炭素原子1〜5個のアルコール、好ましくは、イソプロ
パノールを使用する。
【0049】 その溶媒の量は、チタン源および有機溶媒が示す容積の50%〜85%である
。
。
【0050】 加水分解の操作は、0℃から周囲温度(大体15℃〜25℃)で行うことがで
きる。この温度を上回ってもかまわない。
きる。この温度を上回ってもかまわない。
【0051】 チタン源を加えた後、有機溶媒を除去するには、アルコールに対しては通常5
0℃〜80℃まで加熱するのが有利である。
0℃〜80℃まで加熱するのが有利である。
【0052】 透明な溶液が得られる。
【0053】 次に前記溶液のpHをTiO2−SiO2 ゾルの共沈ができる値に調節する
。
。
【0054】 使用する塩基としては、起源が無機物の例えばNH4OHでもよいし、有機物
であってもよい。後者の場合は鋳型としても作用する有機化合物、好ましくは、
3,5−ジメチルピペリジニウムタイプの化合物を使用する。
であってもよい。後者の場合は鋳型としても作用する有機化合物、好ましくは、
3,5−ジメチルピペリジニウムタイプの化合物を使用する。
【0055】 使用する塩基溶液は通常高濃度であって、好ましくは、10重量%と40重量
%の間である。
%の間である。
【0056】 使用する塩基の量は、得られる溶液のpHが約5〜約7の範囲となるようにす
る。
る。
【0057】 この操作は0℃〜25℃の範囲で都合のよい温度で実施する。
【0058】 得られたゲルは、50℃と120℃間の都合のよい温度を選び、外気圧または
1mm水銀と大気圧の間の減圧下で乾燥する。
1mm水銀と大気圧の間の減圧下で乾燥する。
【0059】 通常400m2/g〜700m2/gの範囲の高い比表面積を有するキセロゲ
ルが得られる。
ルが得られる。
【0060】 その細孔容積は通常0.25cm3/g〜0.5cm3/gの範囲である。
【0061】 細孔の大きさは5Åから100Åまで様々であるが、このキセロゲルはその容
積の80%近くが3Å〜20Åのミクロ細孔で構成されているので高いミクロ細
孔容積を有する。
積の80%近くが3Å〜20Åのミクロ細孔で構成されているので高いミクロ細
孔容積を有する。
【0062】 次の段階で、得られたキセロゲルは、鋳型として使用する有機化合物、および
水酸化物タイプの移動化剤を含む溶液を用いて含浸する。
水酸化物タイプの移動化剤を含む溶液を用いて含浸する。
【0063】 この水酸化物タイプの移動化剤は、弱塩基および/または強塩基または好まし
くはアルカリ性カチオンを含有しない塩基の形態で導入する。アミン類および水
酸化第四級アンモニウム類を列挙することができる。以下に例を挙げる。
くはアルカリ性カチオンを含有しない塩基の形態で導入する。アミン類および水
酸化第四級アンモニウム類を列挙することができる。以下に例を挙げる。
【0064】 鋳型について言えば、それはゼオライトの形成で配向と安定化を果たす。列挙
できる適当な鋳型の例としては、次の式を有するものがある。
できる適当な鋳型の例としては、次の式を有するものがある。
【0065】
【化3】 式中、 ・RaおよびRbは、同一であるか異なってもよく、炭素原子1個〜7個を含
有する線状または枝分かれしたアルキル基を表し、基RaおよびRbは共に窒素
原子を含む環構造を形成することができ、4個〜7個の炭素原子を含有する。前
記構造は、線状または枝分かれした炭素原子1個〜3個を含有するアルキル基で
置換されているか置換されていなくてもよい。
有する線状または枝分かれしたアルキル基を表し、基RaおよびRbは共に窒素
原子を含む環構造を形成することができ、4個〜7個の炭素原子を含有する。前
記構造は、線状または枝分かれした炭素原子1個〜3個を含有するアルキル基で
置換されているか置換されていなくてもよい。
【0066】 ・X−はアニオンである。
【0067】 例示可能な3,5−DMP化合物としては、3,5−ジメチルN,N−ジエチ
ルピペリジニウムおよび3,5−ジメチル−N−メチル−N−エチルピペリジニ
ウムがある。
ルピペリジニウムおよび3,5−ジメチル−N−メチル−N−エチルピペリジニ
ウムがある。
【0068】 名を挙げることができるスピロ−3,5−N−メチル−N−エチルピペリジニ
ウムとしては、1−アゾニア−3,5,7−トリメチル−スピロ[5.4]デカ
ンがある。
ウムとしては、1−アゾニア−3,5,7−トリメチル−スピロ[5.4]デカ
ンがある。
【0069】 アニオンX−の性質に関していえば、それはゼオライトの生成を妨害してはな
らない。このアニオンは本質的にハロゲン化物または水酸化物アニオンであれば
よい。
らない。このアニオンは本質的にハロゲン化物または水酸化物アニオンであれば
よい。
【0070】 ハロゲン化物の例としては、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物およびそれ
らの組み合わせを挙げることができる。アニオンの実例としては、水酸化物、酢
酸塩、硫酸塩、カルボン酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、フッ化物、塩化物、臭
化物、ヨウ化物等のハロゲン化物がある。ヨウ化物および水酸化物が好ましいア
ニオンである。
らの組み合わせを挙げることができる。アニオンの実例としては、水酸化物、酢
酸塩、硫酸塩、カルボン酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、フッ化物、塩化物、臭
化物、ヨウ化物等のハロゲン化物がある。ヨウ化物および水酸化物が好ましいア
ニオンである。
【0071】 本発明の方法において、3,5−DMPと「HTA」と呼ぶ水酸化テトラアル
キルアンモニウムを併用するのは好ましい変化である。少量の水酸化テトラアル
キルアンモニウムを添加することによってゼオライトの結晶化速度をかなり短縮
できることが示されている。列挙できる水酸化テトラアルキルアンモニウムの具
体例としては、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモ
ニウム、および水酸化テトラブチルアンモニウムがある。
キルアンモニウムを併用するのは好ましい変化である。少量の水酸化テトラアル
キルアンモニウムを添加することによってゼオライトの結晶化速度をかなり短縮
できることが示されている。列挙できる水酸化テトラアルキルアンモニウムの具
体例としては、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモ
ニウム、および水酸化テトラブチルアンモニウムがある。
【0072】 3,5−DMPとHTAの混合物を使用する際、HTAの使用量はHTA/3
,5−DMPのモル比が0.5〜2×10−3の範囲、好ましくは、0.1〜0
.01の範囲となるようにする。
,5−DMPのモル比が0.5〜2×10−3の範囲、好ましくは、0.1〜0
.01の範囲となるようにする。
【0073】 第2の鋳型THAは、適当な方法で3,5−DMPに加える。
【0074】 この乾燥固体に鋳型および移動化剤を含む溶液を用いて含浸させた後、反応混
合物を、適当な温度で、かきまぜながら結晶化させる。
合物を、適当な温度で、かきまぜながら結晶化させる。
【0075】 この反応混合物の組成は水の含量が低いのが特徴である。
【0076】 その水の量は、キセロゲルを成形することができるように決定する。
【0077】 H2O/SiO2比は10未満、好ましくは、3〜10の範囲、より好ましく
は、4〜6の範囲である。
は、4〜6の範囲である。
【0078】 水酸化物/SiO2のモル比は、0.05〜1.0の範囲が有利であり、好ま
しくは、0.05〜0.5の範囲である。
しくは、0.05〜0.5の範囲である。
【0079】 鋳型の使用量は、3,5−DMPを単独で使用するか、さらに[THA]鋳型
と混ぜるかによって変えなければならないことがわかっている。
と混ぜるかによって変えなければならないことがわかっている。
【0080】 驚いたことに、モル比Q/SiO2(ただし、Qは3,5−DMPを表す)で
表した鋳型の量は、最大0.13、好ましくは、0.05〜0.125の範囲、
なおより好ましくは、0.075〜0.125の範囲であることがわかった。
表した鋳型の量は、最大0.13、好ましくは、0.05〜0.125の範囲、
なおより好ましくは、0.075〜0.125の範囲であることがわかった。
【0081】 Qが3,5−DMPとHTAの混合物である場合は、モル比Q/SiO2は0
.125〜1.0の範囲、好ましくは、0.15〜0.20の範囲である。
.125〜1.0の範囲、好ましくは、0.15〜0.20の範囲である。
【0082】 ゼオライトは、当業者なら知っている通常の合成方法を用いて、キセロゲルを
結晶化に必要な時間加熱することによって結晶化することができる。
結晶化に必要な時間加熱することによって結晶化することができる。
【0083】 適当な温度は、90℃〜210℃の範囲、好ましくは、120℃〜190℃の
範囲、より好ましくは、150℃〜170℃の範囲である。
範囲、より好ましくは、150℃〜170℃の範囲である。
【0084】 目安として、加熱時間は6時間〜250時間の範囲内であり得る。
【0085】 加熱と結晶化は、好ましくは、例えば、ポリテトラフルオロエチレンの層で被
覆した容器またはオートクレーブ内で行う。
覆した容器またはオートクレーブ内で行う。
【0086】 本発明の方法の変化においては、ゼオライトの結晶化を促進するために、構造
がMELに予め決まっている種晶を、SiO2 およびTiO2の使用重量に対
して数重量パーセントを超えない(通常<5%)割合で加える。この種晶はその
化学組成に関係なくMEL構造を有するどんなゼオライトでもよい。
がMELに予め決まっている種晶を、SiO2 およびTiO2の使用重量に対
して数重量パーセントを超えない(通常<5%)割合で加える。この種晶はその
化学組成に関係なくMEL構造を有するどんなゼオライトでもよい。
【0087】 好ましくは、チタンシリカライトに相当するが骨格にはケイ素のみを含有する
ゼオライトであるシリカライト(シリカライト−2)を使用する。前に製造した
MELチタンシリカライトの種を使用することもまた可能である。
ゼオライトであるシリカライト(シリカライト−2)を使用する。前に製造した
MELチタンシリカライトの種を使用することもまた可能である。
【0088】 3,5−DMPのみを鋳型として使用する場合、種晶を加えることが特に有利
であることに注目すべきである。
であることに注目すべきである。
【0089】 水熱処理が完了したら、通常の固/液分離技術、好ましくは、ろ過を用い、得
られた物質を分離する。
られた物質を分離する。
【0090】 好ましくは、脱イオン水を使用して、洗浄操作を行うのが有利かもしれない。
【0091】 得られた物質を、好ましくは、50℃と120℃間の温度で、外気圧または1
mm水銀と大気圧の間の減圧下で乾燥する。
mm水銀と大気圧の間の減圧下で乾燥する。
【0092】 最後に、それを、好ましくは空気中で、350℃以上、400℃〜600℃の
範囲、好ましくは、450℃〜600℃の範囲の温度で焼成する。
範囲、好ましくは、450℃〜600℃の範囲の温度で焼成する。
【0093】 この焼成時間は、目安として示せば、通常2時間から12時間の範囲である。
【0094】 本発明の方法を用いて得られるゼオライトは、様々な有機化合物を変換する触
媒または触媒担体として使用することが可能な触媒特性を有する。
媒または触媒担体として使用することが可能な触媒特性を有する。
【0095】 それらは種々の酸化反応に多数応用され、具体的な酸化としては、トルエン等
の芳香族化合物の不均化、脂肪族カルボニル化合物またはオレフィンの転化、芳
香族化合物のヒドロキシル化、芳香族化合物のホルミル化、オレフィンのエポキ
シ化、または有機化合物の環化がある。
の芳香族化合物の不均化、脂肪族カルボニル化合物またはオレフィンの転化、芳
香族化合物のヒドロキシル化、芳香族化合物のホルミル化、オレフィンのエポキ
シ化、または有機化合物の環化がある。
【0096】 本発明に関わるゼオライトの1つの好ましい応用は、フェノール化合物をヒド
ロキシル化するのに使用するものである。
ロキシル化するのに使用するものである。
【0097】 本発明の方法は、反応条件下にある媒体に溶解性のあるフェノール化合物に有
利に応用できる。
利に応用できる。
【0098】 明らかに、ある程度の溶解性の欠如は許容されるが、好ましくは、フェノール
化合物は90重量%以上は溶解する必要がある。
化合物は90重量%以上は溶解する必要がある。
【0099】 本発明は、一般式(III)のフェノール化合物に応用可能である。
【0100】
【化4】 式(III)中、 ・R1、R2、R3、R4は同一であるか異なってもよく、水素原子または何
らかの置換基を表し、 ・2つの隣り合う炭素原子上に位置する2つの基R1およびR2、および/ま
たは、R3およびR4はそれらを担う炭素原子と共に環を形成することができ、 ・R’は水素原子、または1個〜24個の炭素原子を含有する炭化水素基を表
し、飽和または不飽和で線状または枝分かれした非環式脂肪族基、飽和または不
飽和で単環式または多環式環状脂肪族基、または、飽和または不飽和で線状また
は枝分かれした環状置換基をもつ脂肪族基であってもよい。
らかの置換基を表し、 ・2つの隣り合う炭素原子上に位置する2つの基R1およびR2、および/ま
たは、R3およびR4はそれらを担う炭素原子と共に環を形成することができ、 ・R’は水素原子、または1個〜24個の炭素原子を含有する炭化水素基を表
し、飽和または不飽和で線状または枝分かれした非環式脂肪族基、飽和または不
飽和で単環式または多環式環状脂肪族基、または、飽和または不飽和で線状また
は枝分かれした環状置換基をもつ脂肪族基であってもよい。
【0101】 「環状置換基」という用語は、一般に4個〜7個の炭素原子、好ましくは、6
個の炭素原子をもつ、飽和、不飽和、または、芳香族炭素環を意味する。
個の炭素原子をもつ、飽和、不飽和、または、芳香族炭素環を意味する。
【0102】 本発明の方法は、一般式(III)のどんなフェノール化合物、より詳しくは
、一般式(III)においてR’が、 ・水素原子、 ・1個〜6個の炭素原子、好ましくは、1個〜4個の炭素原子、より具体的に
はメチル基またはエチル基を含有する線状または枝分かれしたアルキル基、 ・シクロヘキシル基 ・ベンジル基 を表すフェノール化合物に応用可能である。
、一般式(III)においてR’が、 ・水素原子、 ・1個〜6個の炭素原子、好ましくは、1個〜4個の炭素原子、より具体的に
はメチル基またはエチル基を含有する線状または枝分かれしたアルキル基、 ・シクロヘキシル基 ・ベンジル基 を表すフェノール化合物に応用可能である。
【0103】 式(III)のフェノール化合物は、1個または複数の置換基、R1、R2、
R3、または、R4を持っていてもよい。置換基の例を以下に示すがこのリスト
は何ら限定する性質のものではない。どのような置換基も所望の製品を妨害しな
い限り環上に存在してもかまわない。
R3、または、R4を持っていてもよい。置換基の例を以下に示すがこのリスト
は何ら限定する性質のものではない。どのような置換基も所望の製品を妨害しな
い限り環上に存在してもかまわない。
【0104】 本発明の方法は、好ましくは、式(III)のフェノール化合物に適用する。
式中、 ・R1、R2、R3、R4は、同一であるか異なってもよく、以下の基の1つ
であるR0を表す。
式中、 ・R1、R2、R3、R4は、同一であるか異なってもよく、以下の基の1つ
であるR0を表す。
【0105】 ・水素原子、 ・1個〜6個の炭素原子、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロ
ピル、ブチル、s−ブチル、t−ブチル等の1個〜4個の炭素原子を含有する線
状または枝分かれしたアルキル基、 ・2個〜6個の炭素原子、好ましくは、ビニル、アリル等の2個〜4個の炭素
原子を含有する線状または枝分かれしたアルケニル基、 ・1個〜6個の炭素原子、好ましくは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イ
ソプロポキシ、ブトキシ等の1個〜4個の炭素原子を含有する線状または枝分か
れしたアルコキシ基、 ・2個〜6個の炭素原子を含有するアシル基、 ・以下の式を有する基 −R5−OH −R5−COOR6 −R5−X −R5−CF3 これらの式中、R5は、原子価結合またはメチレン、エチレン、プロピレン、
イソプロピレン、イソプロピリデン等の1個〜6個の炭素原子を含有する線状ま
たは枝分かれした飽和または不飽和の2価の炭化水素を表し、R6 は、水素原
子または1個〜6個の炭素原子を含有する線状または枝分かれしたアルキル基を
表し、Xは、ハロゲン原子、好ましくは、塩素原子、臭素原子、またはフッ素原
子を表わす。
ピル、ブチル、s−ブチル、t−ブチル等の1個〜4個の炭素原子を含有する線
状または枝分かれしたアルキル基、 ・2個〜6個の炭素原子、好ましくは、ビニル、アリル等の2個〜4個の炭素
原子を含有する線状または枝分かれしたアルケニル基、 ・1個〜6個の炭素原子、好ましくは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イ
ソプロポキシ、ブトキシ等の1個〜4個の炭素原子を含有する線状または枝分か
れしたアルコキシ基、 ・2個〜6個の炭素原子を含有するアシル基、 ・以下の式を有する基 −R5−OH −R5−COOR6 −R5−X −R5−CF3 これらの式中、R5は、原子価結合またはメチレン、エチレン、プロピレン、
イソプロピレン、イソプロピリデン等の1個〜6個の炭素原子を含有する線状ま
たは枝分かれした飽和または不飽和の2価の炭化水素を表し、R6 は、水素原
子または1個〜6個の炭素原子を含有する線状または枝分かれしたアルキル基を
表し、Xは、ハロゲン原子、好ましくは、塩素原子、臭素原子、またはフッ素原
子を表わす。
【0106】 ・R1、R2、R3、R4は、同一であるか異なってもよく、以下のより複雑
な基の1つであるR7を表す。
な基の1つであるR7を表す。
【0107】 ・炭素原子4個〜7個を含有する、好ましくはシクロヘキシル基である飽和ま
たは不飽和の炭素環式の基、 ・次式を有する基、
たは不飽和の炭素環式の基、 ・次式を有する基、
【0108】
【化5】 ただし、R5は、原子価結合またはメチレン、エチレン、プロピレン、イソプロ
ピレン、イソプロピリデン等の1個〜6個の炭素原子を含有する線状または枝分
かれした飽和または不飽和の2価の炭化水素を表し、R0は、上記の意味を有し
、mは、0〜4の整数、 ・R5−A−R8の基、ただし、R5は上記の意味を有し、R8は、1個〜6
個の炭素原子を含有する線状または枝分かれしたアルキル基または次式を有する
基であり、
ピレン、イソプロピリデン等の1個〜6個の炭素原子を含有する線状または枝分
かれした飽和または不飽和の2価の炭化水素を表し、R0は、上記の意味を有し
、mは、0〜4の整数、 ・R5−A−R8の基、ただし、R5は上記の意味を有し、R8は、1個〜6
個の炭素原子を含有する線状または枝分かれしたアルキル基または次式を有する
基であり、
【0109】
【化6】 Aは、以下の基の1つを表す。
【0110】
【化7】 式中、R6は、水素原子、または、炭素原子1個〜4個を含有するアルキル基、
シクロヘキシル基またはフェニル基を表す。
シクロヘキシル基またはフェニル基を表す。
【0111】 ・2つの隣り合わせの炭素原子上にある2つの基R1およびR2、および/ま
たは、R3およびR4はそれらを担う炭素原子と共に4個〜7個の炭素原子、好
ましくは6個の炭素原子を含有する不飽和または芳香族炭素環を形成することが
できる。
たは、R3およびR4はそれらを担う炭素原子と共に4個〜7個の炭素原子、好
ましくは6個の炭素原子を含有する不飽和または芳香族炭素環を形成することが
できる。
【0112】 式(III)を有する化合物例の詳細は、式(III)を有するものであって
、式中、 ・R’は水素原子を表し、 ・R1、R2、R3、R4は、同一であるか異なってもよく、以下の基の1つ
を表す。
、式中、 ・R’は水素原子を表し、 ・R1、R2、R3、R4は、同一であるか異なってもよく、以下の基の1つ
を表す。
【0113】 ・水素原子、 ・1個〜4個の炭素原子を含有する線状または枝分かれしたアルキル基、 ・1個〜4個の炭素原子を含有する線状または枝分かれしたアルコキシ基、 ・ヒドロキシル基、 ・ハロゲン原子、 ・−CF3基、 ・シクロヘキシル基、 ・フェニル基 ・2つの隣り合わせの炭素原子上にある2つの基R1およびR2、および/ま
たは、R3およびR4はそれらを担う炭素原子と共にベンゼン環を形成すること
ができる。
たは、R3およびR4はそれらを担う炭素原子と共にベンゼン環を形成すること
ができる。
【0114】 より好ましくは、式中R’が水素原子を表し、R1、R2、R3、R4の基の
1つがヒドロキシル基、メチル基またはメトキシ基を表し、他の3つが水素原子
を表す式(III)の化合物を選択する。
1つがヒドロキシル基、メチル基またはメトキシ基を表し、他の3つが水素原子
を表す式(III)の化合物を選択する。
【0115】 本発明の方法に使用することができる式(III)を有するフェノール化合物
の実例で、より詳細に述べることができるものには以下のものがある。
の実例で、より詳細に述べることができるものには以下のものがある。
【0116】 ・フェノールまたはアニソール等、式中のR1、R2、R3、R4が水素原子
である式(III)のもの。
である式(III)のもの。
【0117】 ・o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2−メトキシフェノー
ル、2−エチルフェノール、3−エチルフェノール、2−プロピルフェノール、
2−s−ブチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノ
ール、4−t−ブチルフェノール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェ
ノール、4−メトキシフェノール、サリチル酸メチル、2−クロロフェノール、
3−クロロフェノール、4−クロロフェノール等、ベンゼン環上に置換基を有す
る式(III)のもの。
ル、2−エチルフェノール、3−エチルフェノール、2−プロピルフェノール、
2−s−ブチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノ
ール、4−t−ブチルフェノール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェ
ノール、4−メトキシフェノール、サリチル酸メチル、2−クロロフェノール、
3−クロロフェノール、4−クロロフェノール等、ベンゼン環上に置換基を有す
る式(III)のもの。
【0118】 ・2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、2,6−ジメ
チルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,3−ジクロロフェノール、
2,5−ジクロロフェノール、2,6−ジクロロフェノール、3,5−ジクロロ
フェノール、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、3,5−ジ−t−ブチルフェ
ノール等、ベンゼン環上に2つの置換基を有する式(III)のもの。
チルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,3−ジクロロフェノール、
2,5−ジクロロフェノール、2,6−ジクロロフェノール、3,5−ジクロロ
フェノール、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、3,5−ジ−t−ブチルフェ
ノール等、ベンゼン環上に2つの置換基を有する式(III)のもの。
【0119】 ・2,3,5−トリメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール、
2,3,5−トリクロロフェノール、2,3,6−トリクロロフェノール等、ベ
ンゼン環上に3つの置換基を有する式(III)のもの。
2,3,5−トリクロロフェノール、2,3,6−トリクロロフェノール等、ベ
ンゼン環上に3つの置換基を有する式(III)のもの。
【0120】 ・1−ヒドロキシナフタレン等、式中のR1およびR2がベンゼン環を形成す
る式(III)のもの。
る式(III)のもの。
【0121】 ・2−フェノキシフェニル、3−フェノキシフェニル等、式中のR1がR7タ
イプの基を表す式(III)のもの。
イプの基を表す式(III)のもの。
【0122】 本発明の方法に使用することができる式(III)のフェノール化合物で列挙
可能な非限定例としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、およ
びp−クレゾールがある。
可能な非限定例としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、およ
びp−クレゾールがある。
【0123】 本発明の方法に従えば、ヒドロキシル化の工程は式(III)のフェノール化
合物、過酸化水素およびゼオライト系触媒を必要とする。
合物、過酸化水素およびゼオライト系触媒を必要とする。
【0124】 本発明で使用する過酸化水素は、水性溶液または有機系溶液の形態があり得る
。
。
【0125】 水性溶液は市販で容易に入手できるのでそれを使用するのが好ましい。
【0126】 過酸化水素水性溶液の濃度は重要ではない。例えば、H2O2の濃度が20重
量%〜70重量%の過酸化水素水性溶液を使用することが可能である。
量%〜70重量%の過酸化水素水性溶液を使用することが可能である。
【0127】 便利さの理由から、過酸化水素は希薄溶液を使用するのが好ましい。その濃度
は、有利には、20重量%〜40重量%の範囲でよい。
は、有利には、20重量%〜40重量%の範囲でよい。
【0128】 過酸化水素の量は、式(III)のフェノール化合物のモル当たりH2O21
モルまで可能である。
モルまで可能である。
【0129】 しかしながら、工業的に容認できる収率を得るためには、過酸化水素/式(I
II)のフェノール化合物のモル比0.01〜0.4、好ましくは、0.1〜0
.25を使用するのが好ましい。
II)のフェノール化合物のモル比0.01〜0.4、好ましくは、0.1〜0
.25を使用するのが好ましい。
【0130】 本発明の方法に従えば、反応は水性媒体中で行う。
【0131】 水の大部分は反応開始時に加えその他の部分は過酸化水素溶液によって供給さ
れる。
れる。
【0132】 水の全含有量は、式(III)のフェノール化合物に対する表示で、30重量
%と100重量%の間、好ましくは、40重量%と70重量%の間であればよい
。
%と100重量%の間、好ましくは、40重量%と70重量%の間であればよい
。
【0133】 本発明の方法で使用することができるゼオライト系触媒の量は、幅広い限度内
で様々に変えることができる。
で様々に変えることができる。
【0134】 工程をバッチ様式で行う場合、この触媒は、使用する式(III)のフェノー
ル化合物に対して、0.1重量%〜25重量%、好ましくは、3重量%〜10重
量%であればよい。しかしながら、例えば、式(III)のフェノール化合物と
過酸化水素溶液の混合物を固定触媒床で反応させることによって、工程を連続的
に行う場合は、これらの触媒/式(III)のフェノール化合物の比は意味をな
さず、与えられた瞬間ごとに、式(III)のフェノール化合物に対して過剰量
の重量の触媒が存在することとなろう。
ル化合物に対して、0.1重量%〜25重量%、好ましくは、3重量%〜10重
量%であればよい。しかしながら、例えば、式(III)のフェノール化合物と
過酸化水素溶液の混合物を固定触媒床で反応させることによって、工程を連続的
に行う場合は、これらの触媒/式(III)のフェノール化合物の比は意味をな
さず、与えられた瞬間ごとに、式(III)のフェノール化合物に対して過剰量
の重量の触媒が存在することとなろう。
【0135】 式(III)のフェノール化合物をその化合物用の溶媒中でヒドロキシル化す
ることもまた可能であり、その溶媒は水と混和性または水と一部混和性であるこ
とが好ましい。
ることもまた可能であり、その溶媒は水と混和性または水と一部混和性であるこ
とが好ましい。
【0136】 列挙可能なそうした溶媒の例としては、水、メタノール、エタノール、イソプ
ロパノール、t−ブタノール等のアルコール類、アセトンまたはメチルイソブチ
ルケトン等のケトン類、アセトニトリル等のニトリル類、酢酸等のカルボン酸類
、酢酸プロピル等のカルボン酸エステル類、メチルt−ブチルエーテル等のエー
テル類、テトラヒドロチオフェンジオキシド(スルホラン)、エチレングリコー
ル炭酸エステル、プロピレングリコール炭酸エステル,N−メチルピロリドン等
の極性の非プロトン性溶媒がある。
ロパノール、t−ブタノール等のアルコール類、アセトンまたはメチルイソブチ
ルケトン等のケトン類、アセトニトリル等のニトリル類、酢酸等のカルボン酸類
、酢酸プロピル等のカルボン酸エステル類、メチルt−ブチルエーテル等のエー
テル類、テトラヒドロチオフェンジオキシド(スルホラン)、エチレングリコー
ル炭酸エステル、プロピレングリコール炭酸エステル,N−メチルピロリドン等
の極性の非プロトン性溶媒がある。
【0137】 本発明の方法に従えば、式(III)のフェノール化合物をヒドロキシル化す
る温度は、45℃〜150℃の範囲内があり得る。
る温度は、45℃〜150℃の範囲内があり得る。
【0138】 本発明の方法を変更して温度を50℃と120℃の間となるようにするのが好
ましく、約80℃を選択するのが一層好ましい。
ましく、約80℃を選択するのが一層好ましい。
【0139】 反応は、有利には、大気圧で行う。
【0140】 より高温および大気圧より高い圧力で操作することもまた可能である。
【0141】 実施上の観点から、本発明の方法は、連続して行うのも1回ごとに行うのも簡
単である。
単である。
【0142】 好ましくは、種々の反応物、式(III)のフェノール化合物および触媒はあ
る順番で加える。
る順番で加える。
【0143】 反応媒体を所望の温度に加熱し、次いで過酸化水素溶液をゆっくりと加える。
【0144】 反応の終了時点で、ゼオライト系触媒を従来の固/液分離技術を用い、好まし
くは、ろ過によって分離し、続いて、非変換のフェノール化合物を、通常の手段
を用いて、特に蒸留によって、ヒドロキシル化した生成物から分離し反応系に戻
す。
くは、ろ過によって分離し、続いて、非変換のフェノール化合物を、通常の手段
を用いて、特に蒸留によって、ヒドロキシル化した生成物から分離し反応系に戻
す。
【0145】 ここで本発明の実施例を示す。
【0146】 以下の実施例1〜7は本発明を説明するものであってその範囲を何ら限定する
ものではない。
ものではない。
【0147】 実施例 実施例中には以下の略語を使用する。
【0148】 ・TEOS=ケイ酸テトラエチル ・TBOT=o−チタン酸テトラブチル ・TPAOH=水酸化テトラプロピルアンモニウム ・TPABr=臭化テトラプロピルアンモニウム ・3,5−DMDEPI=ヨウ化3,5−ジメチル−N,N−ジエチルピペリ
ジニウム ・3,5−DMDEPOH=3,5−ジメチル−N,N−ジエチルピペリジニ
ウム TT=(変換した過酸化水素のモル数)/(加えた過酸化水素のモル数) % RTHQ=(生成したヒドロキノンのモル数)/(変換した過酸化水素のモル
数) % RTPC=(生成したピロカテキンのモル数)/(変換した過酸化水素のモル
数) % 実施例1 水酸化3,5−ジメチル−N,N−ジエチルピペラジニウムの合成 3,5−ジメチルピペラジン(シス/トランス比=3)37.8g、重炭酸カ
リウム48.2g、乾燥メタノール330cm3を、撹拌装置、滴下漏斗、還流
冷却器を備えた1リットルの3つ口フラスコに入れた。
ジニウム ・3,5−DMDEPOH=3,5−ジメチル−N,N−ジエチルピペリジニ
ウム TT=(変換した過酸化水素のモル数)/(加えた過酸化水素のモル数) % RTHQ=(生成したヒドロキノンのモル数)/(変換した過酸化水素のモル
数) % RTPC=(生成したピロカテキンのモル数)/(変換した過酸化水素のモル
数) % 実施例1 水酸化3,5−ジメチル−N,N−ジエチルピペラジニウムの合成 3,5−ジメチルピペラジン(シス/トランス比=3)37.8g、重炭酸カ
リウム48.2g、乾燥メタノール330cm3を、撹拌装置、滴下漏斗、還流
冷却器を備えた1リットルの3つ口フラスコに入れた。
【0149】 ヨウ化エチルの150gを滴下しながら加えた。
【0150】 その混合物を次に油浴に入れ、3日間還流下(50℃〜55℃)で加熱した。
【0151】 反応混合物を処理し、固形物をアセトン/メタノール混合物により再結晶させ
た後、ヨウ化3,5−ジメチル−N,N−ジエチルピペラジニウム(3,5−D
MDEPI)53gを回収した。
た後、ヨウ化3,5−ジメチル−N,N−ジエチルピペラジニウム(3,5−D
MDEPI)53gを回収した。
【0152】 この3,5−DMDEPIは、プロトン核磁気共鳴で特性を調べ(シス/トラ
ンス比=4.2)、カリウムおよびナトリウムの含有量は50ppm未満であっ
た。
ンス比=4.2)、カリウムおよびナトリウムの含有量は50ppm未満であっ
た。
【0153】 以下の方法を用い、酸化銀によりI−/OH−イオン交換を行い、水酸化3,
5−ジメチル−N,N−ジエチルピペラジニウム(3,5−DMDEPOH)を
生成した。すなわち、3,5−DMDEPI50gおよび水96gを含有する溶
液を準備し、Ag2O20gを加え、続いて、その懸濁液を50℃の暗所で1時
間撹拌した。
5−ジメチル−N,N−ジエチルピペラジニウム(3,5−DMDEPOH)を
生成した。すなわち、3,5−DMDEPI50gおよび水96gを含有する溶
液を準備し、Ag2O20gを加え、続いて、その懸濁液を50℃の暗所で1時
間撹拌した。
【0154】 およそ25重量%の3,5−DMDEPOHを遠心分離によって回収した。
【0155】 実施例2 TiO2−SiO2キセロゲル(Si/Ti=45)の調製 TEOS42gを0.05mol/l塩酸水溶液14.5gによって、その混
合物を周囲温度で1時間撹拌して、加水分解した。
合物を周囲温度で1時間撹拌して、加水分解した。
【0156】 その溶液を次に0℃まで冷やし、次いでTBOT1.53gおよびイソプロパ
ノール9.15gを含有する溶液を滴下しながら添加した。
ノール9.15gを含有する溶液を滴下しながら添加した。
【0157】 添加に続いて、その溶液を周囲温度で1時間撹拌し、次いで、70℃で2時間
撹拌してアルコール(加水分解で遊離したアルコール+イソプロパノール)を除
去した。
撹拌してアルコール(加水分解で遊離したアルコール+イソプロパノール)を除
去した。
【0158】 得られた透明なゾルを、25%の3,5−DMDEPOH溶液2.25gを加
えてゲル化させた。
えてゲル化させた。
【0159】 そのゲルを、次に110℃で一夜オーブン乾燥した。
【0160】 調製したTiO2−SiO2キセロゲルは、使用前に乳鉢の中で細かくすりつ
ぶした。
ぶした。
【0161】 チタンシリカライト(TS−2)の調製 チタンシリカライトの種(TS−2)0.08g、続いて、SiO2−TiO 2 キセロゲル4gを、3,5−DMDEPOH25重量%水溶液5.0g中に加
えた。
えた。
【0162】 約10分間撹拌を行った。
【0163】 シリカ1モルに対するこの反応混合物のモル組成は以下の通りであった。
【0164】 1SiO2:0.0222TiO2:0.13,5−DMDEPOH:2%種
晶 反応混合物を、次に、内部をポリテトラフルオロエタンで被覆してあるオート
クレーブに入れて、170℃に加熱し、9日間撹拌して(回転式オーブン)、結
晶化させた。
晶 反応混合物を、次に、内部をポリテトラフルオロエタンで被覆してあるオート
クレーブに入れて、170℃に加熱し、9日間撹拌して(回転式オーブン)、結
晶化させた。
【0165】 結晶化の後、固相をろ過して分離し、水で洗って、80℃で乾燥した。
【0166】 560℃で8時間焼成した後、固相を表(II)に示すX線回折スペクトルに
よって同定した。
よって同定した。
【0167】
【表3】 このチタンシリカライト(TS−2)は、寸法が約150nm×150nm×
400nmの平行エピペッド状結晶の形状をしていた。
400nmの平行エピペッド状結晶の形状をしていた。
【0168】 得られた固体の化学分析によると、1.78%がチタンであることが示された
。
。
【0169】 この固体の赤外スペクトルには、チタンシリカライト特性の960cm−1に
バンドが含まれていた。
バンドが含まれていた。
【0170】 その紫外−可視スペクトルには、遊離のTiO2 の存在を示す特性バンドは
含まれていなかった。
含まれていなかった。
【0171】 実施例3 チタンシリカライト(TS−2)の調製 3,5−DMDEPOH25重量%水溶液9gをTBAOH40%溶液0.4
gと混合した。
gと混合した。
【0172】 実施例2で調製したように、チタンシリカライトの種(TS−2)0.08g
を加え、続いて、SiO2−TiO2キセロゲル4.0gを加えた。
を加え、続いて、SiO2−TiO2キセロゲル4.0gを加えた。
【0173】 この含浸キセロゲルを約10分間撹拌した。
【0174】 シリカ1モルに対するこの反応混合物のモル組成は以下の通りであった。
【0175】 1SiO2:0.0222TiO2:0.183,5−DMDEPOH:0.
01TBAOH:2%種晶 反応混合物を、次に、内部をポリテトラフルオロエタンで被覆してあるオート
クレーブに入れて、170℃に加熱し、7日間撹拌して(回転式オーブン)、結
晶化させた。
01TBAOH:2%種晶 反応混合物を、次に、内部をポリテトラフルオロエタンで被覆してあるオート
クレーブに入れて、170℃に加熱し、7日間撹拌して(回転式オーブン)、結
晶化させた。
【0176】 結晶化の後、固相をろ過して分離し、水で洗って、80℃で乾燥した。
【0177】 560℃で8時間焼成した後、固相をX線回折スペクトルによって特性化した
。
。
【0178】 このチタンシリカライト(TS−2)は、0.5μmの球状多結晶粒子の形状
をしていた。
をしていた。
【0179】 このTS−2について行った化学分析は、1.20%のチタン含量を示した。
【0180】 実施例4 チタンシリカライト(TS−2)の調製 3,5−DMDEPOH25重量%水溶液の、5.0gの代わりに6.25g
を使用して、実施例2を繰り返した. シリカ1モルに対するこの反応混合物のモル組成は以下の通りであった。
を使用して、実施例2を繰り返した. シリカ1モルに対するこの反応混合物のモル組成は以下の通りであった。
【0181】 1SiO2:0.0222TiO2:0.1253,5−DMDEPOH:2
%種晶 反応混合物を、次に、内部をポリテトラフルオロエタンで被覆してあるオート
クレーブに入れて、170℃に加熱し、8日間撹拌して(回転式オーブン)、結
晶化させた。
%種晶 反応混合物を、次に、内部をポリテトラフルオロエタンで被覆してあるオート
クレーブに入れて、170℃に加熱し、8日間撹拌して(回転式オーブン)、結
晶化させた。
【0182】 結晶化の後、固相をろ過して分離し、水で洗って、80℃で乾燥した。
【0183】 560℃で8時間焼成した後、固相をX線回折スペクトルおよび走査型電子顕
微鏡によって特性化した。
微鏡によって特性化した。
【0184】 その物理・化学特性は実施例2で調製した触媒のそれと類似していた。
【0185】 実施例5 チタンシリカライト(TS−2)の調製 水熱合成を静止状態で3日間にわたって(実施例3の8日間の代わりに)行い
、実施例3を繰り返した。
、実施例3を繰り返した。
【0186】 結晶化の後、固相をろ過して分離し、水で洗って、80℃で乾燥した。
【0187】 560℃で8時間焼成した後、固相をX線回折スペクトルによって特性化した
。
。
【0188】 このチタンシリカライト(TS−2)は、0.5μmの球状多結晶粒子の形状
をしていた。
をしていた。
【0189】 このTS−2について行った化学分析は、1.35%のチタン含量を示した。
【0190】 実施例6 中央に撹拌機、ガスタンクにつないである冷却剤、調節可能な加熱装置および
注入装置を備えた50cm3のパイレックス(登録商標)ガラス製反応器に以下 のものを仕込んだ。
注入装置を備えた50cm3のパイレックス(登録商標)ガラス製反応器に以下 のものを仕込んだ。
【0191】 ・フェノール13.2g ・水8.0g ・実施例3で調製したチタンシリカライト0.8g それを撹拌しながら80℃まで加熱し、続いて30重量%の過酸化水素水溶液
の3.8gを2時間かけて注入した。
の3.8gを2時間かけて注入した。
【0192】 添加後30分で、過酸化水素は完全に消費されていた(ヨウ素還元滴定による
測定)。
測定)。
【0193】 高速液体クロマトグラフィ(HPLC)によってジフェノール類を測定したと
ころ以下の結果が得られた。
ころ以下の結果が得られた。
【0194】 ・変換したH2O2と比べた(RT)ピロカテキンの収率:23.6% ・変換したH2O2と比べた(RT)ヒドロキノンの収率:52.4% ・ジフェノール全体の収率:76% 実施例7 実施例3によるチタンシリカライト(TS−2)を実施例4のそれに置換して
実施例6を繰り返した。
実施例6を繰り返した。
【0195】 添加終了後約30分で、過酸化水素は完全に消費されていた。
【0196】 高速液体クロマトグラフィ(HPLC)によってジフェノール類を測定したと
ころ以下の結果が得られた。
ころ以下の結果が得られた。
【0197】 ・変換したH2O2と比べた(RT)ピロカテキンの収率:22.3% ・変換したH2O2と比べた(RT)ヒドロキノンの収率:55.7% ・ジフェノール全体の収率:78%
【手続補正書】
【提出日】平成13年4月23日(2001.4.23)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】 このX線回折図は、銅Kα線を使用する通常の粉体技術を採用する回折計を使
用して得ることができる。
用して得ることができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】 角度2θで表される回折ピークの位置から、ブラッグの関係式を用いて試料の
特徴的平面間スペースdhklを計算する。
特徴的平面間スペースdhklを計算する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】 Δ(dhkl)の測定における誤差は、ブラッグの関係式を用い、絶対誤差Δ
(2θ)の関数として計算する。
(2θ)の関数として計算する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】 ±0.2°の絶対誤差Δ(2θ)を慣例的に採用する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 46/06 C07C 46/06 50/04 50/04 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C U,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD ,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN, IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,L K,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK ,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO, RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU ,ZA,ZW (72)発明者 フアシユ,エリツク フランス国、エフ−69300・カリユイー ル・エ・キユイール、シユマン・デ・プテ イツト・ブロス、33・アー (72)発明者 ル・ゴビツク,アンヌ−マリ フランス国、エフ−75010・パリ、ケ・ド ウ・ジエマプ、122−124 (72)発明者 コンスタンテイニ,ミシエル フランス国、エフ−69003・リヨン、リ ユ・ドユ・ドクトウール・ボノム、10 Fターム(参考) 4G069 AA01 AA02 AA08 BA07A BA07B BC50A BC50B BD01C BD02C BD06C BE13C BE38C CB25 CB70 ZA12A ZA12B ZA37A ZA37B ZB01 ZB02 ZB04 ZB05 ZB07 ZB08 ZB09 ZC01 ZC02 ZC06 4G073 BA20 BA75 BB48 BB66 BB69 CZ54 FA18 FB11 FB12 FB42 FB50 FC12 FC18 FD13 FD14 FF04 UA01 4H006 AA02 AA05 AC44 BA10 BA71 BE32 BR80 DA15 DA35 4H039 CA62 CC20 CC50
Claims (29)
- 【請求項1】 MELタイプのチタンシリカライトを製造する方法であって
、 少なくともケイ素元素とチタン元素を含む無定形キセロゲル(TiO2−Si
O2)に少なくとも1種の鋳型および少なくとも1種の水酸化物イオン移動化剤
を含む溶液を含浸させること、ただし、該含浸液は鋳型として用いて有効な量以
上の3,5−ジメチルピペリジニウムタイプの化合物を含み、 その反応混合物をゼオライトの結晶化温度まで加熱すること、 次いで、得られたゼオライトを取り出し焼成すること からなることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 ケイ素源を酸性媒体中で加水分解し、チタン源を加えてゾル
を生成させ、塩基を加えるか、または、加熱することによりそれをゲル化させ、
最後に前記ゲルを乾燥させることによりキセロゲルを調製することを特徴とする
請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 ケイ素源が、アルキルケイ酸エステル、好ましくはケイ酸テ
トラエチルであり、チタン源が、o−チタン酸アルキル、好ましくはo−チタン
酸テトラエチルまたはo−チタン酸テトラブチルであることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 キセロゲルのTiO2/SiO2モル比が、好ましくは25
〜200の範囲、より好ましくは35〜100の範囲であることを特徴とする請
求項1または請求項2に記載の方法。 - 【請求項5】 チタン源を、有機溶媒、好ましくは低炭素数のアルコール、
より好ましくはイソプロパノールを加えることによって希釈することを特徴とす
る請求項2に記載の方法。 - 【請求項6】 得られる溶液のpHが約5〜約7の範囲となる量の塩基を加
えることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 【請求項7】 使用する塩基が、無機物由来の塩基、好ましくはNH4OH
または、有機物由来の塩基、好ましくは3,5−ジメチルピペラジニウム化合物
であることを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 キセロゲルの比表面積が、400m2/g〜700m2/g
の範囲にあることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項9】 キセロゲルの細孔容積が、0.25cm3/g〜0.5cm 3 /gの範囲であり、その細孔容積の80%が3Å〜20Åのミクロ細孔で構成
されていることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 含浸溶液中に導入する水酸化物移動化剤が、弱塩基および
/または強塩基、または、好ましくはアルカリ性カチオンを含有しない塩基の形
態、好ましくは、アミンまたは水酸化第四級アンモニウムであることを特徴とす
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 含浸溶液中に導入する鋳型が、次式を有し、 【化1】 式中、 RaおよびRbは、同一であるか異なってもよく、炭素原子1個〜7個を含有
する線状または枝分かれしたアルキル基を表し、基RaおよびRbは共に窒素原
子を含む環構造を形成することができ、4個〜7個の炭素原子を含有し、前記構
造は、線状または枝分かれした炭素原子1個〜3個を含有するアルキル基で置換
されているか置換されていなくてもよく、 X−はアニオンである ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項12】 鋳型が、3,5−ジメチルN,N−ジエチルピペリジニウ
ムまたは3,5−ジメチル−N−メチル−N−エチルピペリジニウムであること
を特徴とする請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 3,5−DMPを水酸化テトラアルキルアンモニウム、好
ましくは、水酸化テトラエチルアンモニウム、または、水酸化テトラプロピルア
ンモニウム、または、水酸化テトラブチルアンモニウムと併用することを特徴と
する請求項11または請求項12に記載の方法。 - 【請求項14】 3,5−DMPとHTAの混合物を使用し、HTAの使用
量は、HTA/3,5−DMPのモル比が0.5〜2×10−3の範囲、好まし
くは、0.1〜0.01の範囲であることを特徴とする請求項11から13のい
ずれか一項に記載の方法。 - 【請求項15】 H2O/SiO2比が、10未満、好ましくは3〜10の
範囲、より好ましくは4〜6の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の方
法。 - 【請求項16】 水酸化物イオン/SiO2のモル比が、有利には、0.0
5〜1.0の範囲、好ましくは0.05〜0.5の範囲であることを特徴とする
請求項1に記載の方法。 - 【請求項17】 Q/SiO2のモル比(ただし、Qは3,5−DMPを表
す)が、最大で0.13、好ましくは0.05〜0.125の範囲、なおより好
ましくは0.075〜0.125の範囲であり、Q/SiO2のモル比(ただし
、Qは3,5−DMPおよびHTAの混合物を表す)が、0.125〜1.0の
範囲、好ましくは、0.15〜0.20の範囲であることを特徴とする請求項1
に記載の方法。 - 【請求項18】 ゼオライトが、キセロゲルを、撹拌しながら、90℃〜2
10℃の範囲、好ましくは120℃〜190℃の範囲、より好ましくは150℃
〜170℃の範囲の温度で加熱することによって結晶化するものであることを特
徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項19】 結晶化種晶を添加することを特徴とする請求項18に記載
の方法。 - 【請求項20】 得られた物質を、大気圧または1mm水銀と大気圧の間の
減圧下、好ましくは50℃と120℃間の温度で乾燥することを特徴とする請求
項1から19のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項21】 乾燥した物質を、好ましくは空気中で、少なくとも350
℃、または400℃〜600℃の範囲、好ましくは450℃〜600℃の範囲の
温度で焼成することを特徴とする請求項1から20のいずれか一項に記載の方法
。 - 【請求項22】 ケイ素酸化物およびチタン酸化物に基づくMELタイプの
構造をもつチタンシリカライトであって、焼成後、次式、 Si(96−x)TixO192 (I) (ただし、xは0.1〜6の範囲、好ましくは、0.1〜4の範囲)を有し、二
次結晶系を有し、表(I)に規定するX線回折図を示すチタンシリカライト。 【表1】 - 【請求項23】 結晶が、以下の平均寸法、 厚さ、50nmと500nmの間、好ましくは、100nmと250nmの間
、 長さ、100nmと1000nmの間、好ましくは、300nmと500nm
の間、 幅、50nmと500nmの間、好ましくは、100nmと250nmの間 を有する平行エピペッドの形状をしていることを特徴とする請求項22に記載
のゼオライト。 - 【請求項24】 請求項22または請求項23で定義したゼオライトの、様
々な有機化合物を変換するための触媒または触媒担体としての使用。 - 【請求項25】 請求項1から21のいずれか一項に記載した方法で得たゼ
オライトの、様々な有機化合物を変換するための触媒または触媒担体としての使
用。 - 【請求項26】 有効量のゼオライトが存在する中で過酸化水素を用いてフ
ェノール化合物をヒドロキシル化する工程における請求項24または請求項25
に記載の使用。 - 【請求項27】 フェノール化合物が、一般式(III) 【化2】 を有し、式(III)中、 R1、R2、R3、R4は同一であるか異なってもよく、水素原子または何ら
かの置換基を表し、 2つの隣り合う炭素原子上に位置する2つの基R1およびR2、および/また
は、R3およびR4はそれらを担う炭素原子と共に環を形成することができ、 R’は水素原子、または1個〜24個の炭素原子を含有する炭化水素基を表し
、飽和または不飽和で線状または枝分かれした非環式脂肪族基、飽和または不飽
和で単環式または多環式環状脂肪族基、または、飽和または不飽和で線状または
枝分かれした環状置換基をもつ脂肪族基であってもよいことを特徴とする請求項
26に記載の使用。 - 【請求項28】 フェノール化合物がフェノールであることを特徴とする請
求項27に記載の使用。 - 【請求項29】 触媒が、使用する式(III)のフェノール化合物の0.
1重量%〜25重量%、好ましくは3重量%〜10重量%であることを特徴とす
る請求項26から28のいずれか一項に記載の使用。
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