JP2003514127A - Transition metal substituted tungstoaluminate complexes for delignification and waste mineralization - Google Patents

Transition metal substituted tungstoaluminate complexes for delignification and waste mineralization

Info

Publication number
JP2003514127A
JP2003514127A JP2000508848A JP2000508848A JP2003514127A JP 2003514127 A JP2003514127 A JP 2003514127A JP 2000508848 A JP2000508848 A JP 2000508848A JP 2000508848 A JP2000508848 A JP 2000508848A JP 2003514127 A JP2003514127 A JP 2003514127A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyoxometallate
lignocellulosic
solution
formulation
alw
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Withdrawn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
JP2000508848A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
エイ ウェインストック,イラ
ジェイ カーワン,ジェニファー
エス ライナー,リチャード
エル ヒル,クレイグ
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.)
US Government
Original Assignee
US Government
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 US Government filed Critical US Government
Publication of JP2003514127A publication Critical patent/JP2003514127A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/1063Bleaching ; Apparatus therefor with compounds not otherwise provided for, e.g. activated gases

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 リグノセルロース系繊維の脱リグニン方法が開示されている。一実施態様によれば、本方法は、式[AllmMonoNbpTaq(TM)rsx-(式中、lは1〜6であり、mは0〜18であり、nは0〜40であり、oは0〜40であり、pは0〜10であり、qは0〜10であり、rは0〜9であり、TMはd電子含有遷移金属イオンであり(但し、l+m+n+o+p+q≧4)、sはx>0を満足するのに十分大きい数である)で表されるアルミニウムヘテロ原子を有するポリオキソメタレート錯体と、リグノセルロース系パルプとを混ぜ合わせる工程であって、得られた配合物がpH6〜11且つコンシステンシー1〜20%である工程と、得られた配合物を、温度制御及び圧力制御容器中、ポリオキソメタレートが還元され且つ脱リグニンが生じる温度及び時間の条件下で加熱する工程とを含んでなる。 (57) Abstract A method for delignifying lignocellulosic fibers is disclosed. According to one embodiment, the method has the formula [Al l V m Mo n W o Nb p Ta q (TM) r O s] x- ( wherein, l is 1 to 6, m is 0 18, n is 0 to 40, o is 0 to 40, p is 0 to 10, q is 0 to 10, r is 0 to 9, and TM is d-electron-containing transition. A polyoxometalate complex having an aluminum heteroatom represented by a metal ion (provided that l + m + n + o + p + q ≧ 4, and s is a number large enough to satisfy x> 0) A step of mixing, wherein the obtained composition has a pH of 6 to 11 and a consistency of 1 to 20%, and the obtained composition is subjected to reduction of polyoxometalate in a temperature control and pressure control vessel. And heating under the conditions of temperature and time when delignification occurs. And a step of

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の背景】BACKGROUND OF THE INVENTION

ケギン構造系ヘテロポリオキソメタレート(それらの遷移金属置換誘導体を含
む)は、種々の酸化剤により有機基質及び無機基質を選択的に酸化するのに有効
な均一触媒である(M.T. Pope及びA.Mueller、Angew.
Chem. Int. Ed. Enql. 30:34 (1991)並び
にC.L.Hill及びC.M.Prosser−McCartha, Coo
rdination Chem. Rev. 143:407(1995))。
構造的及び電子的モデルである縮合相金属酸化物触媒と同様に、この種の数多く
のポリオキソメタレート(POM)は、酸化条件に対して著しく安定である。さ
らに、有機可溶カウンターカチオンを導入することにより、多くのPOMアニオ
ンを有機可溶型に転化して有機溶媒に使用できる。
The Keggin structure-based heteropolyoxometalates (including their transition metal-substituted derivatives) are homogeneous catalysts that are effective in selectively oxidizing organic and inorganic substrates with a variety of oxidants (MT Pope and A. Mueller, Angew.
Chem. Int. Ed. Enql. 30:34 (1991) and C.I. L. Hill and C.I. M. Prosser-McCartha, Coo
rdination Chem. Rev. 143: 407 (1995)).
Similar to condensed-phase metal oxide catalysts, which are structural and electronic models, many polyoxometallates (POMs) of this type are significantly more stable to oxidizing conditions. Furthermore, by introducing an organic soluble counter cation, many POM anions can be converted to an organic soluble type and used as an organic solvent.

【0002】 しかしながら、数多くのPOMが塩基加水分解されやすいので、入手可能な最
も安価且つ最も安全な溶媒である水に添加してPOMを使用するには、酸性pH
値に限定しなければならないことがよくある(T.Okuhara、N.Miz
uno及びM.Misono、Advances in Cat.41:113
(1996))。より環境に優しい化学系に対する要求が増加していることに
鑑みて、広範囲なpH値範囲において水中に安定なPOMを開発することが有利
であろう。さらに、いくつかのケギンアニオン誘電体の塩が、抗ウイルス剤とし
て使用できる可能性があり(C.L.Hill、G.−S.Kim、C.M.P
rosser−McCartha、D.Judd、In Polyoxomet
alates: From Platonic Solids to Anti
−retroviral Activity(ポリオキソメタレート:プラトニ
ック固体から抗レトロウイルス活性まで)、 Pope, M.T.; Mue
ller, A., Eds.; Kluwer Academic Publ
ishers: Dordrecht, Netherlands; pp.3
59−371、 1994; J.T.Rhule、C.L.Hill、 D.
A. Judd及びR.F.Schinazi、Chemical Revie
ws、98:327(1988))、生理学的pH値(中性付近)でより安定性
があるので、これに関連した価値があると思われる。
However, many POMs are prone to base hydrolysis, so to use POMs in water, which is the cheapest and safest solvent available, an acidic pH is required.
Often must be limited to values (T. Okuhara, N. Miz
uno and M.D. Misono, Advances in Cat. 41: 113
(1996)). In view of the increasing demand for more environmentally friendly chemical systems, it would be advantageous to develop POMs that are stable in water over a wide pH range. In addition, several salts of the Keggin anion dielectric could potentially be used as antiviral agents (CL Hill, GS Kim, CMP).
Rosser-McCartha, D.R. Judd, In Polyoxomet
alerts: From Platonic Solids to Anti
-Retroviral activity (polyoxometalates: from platonic solids to antiretroviral activity), Pope, M. et al. T. ; Mue
Ller, A .; , Eds. Kluwer Academic Publ
ishers: Dordrecht, Netherlands; pp. Three
59-371, 1994; T. Rhule, C.I. L. Hill, D.A.
A. Judd and R.M. F. Schinazi, Chemical Review
ws, 98: 327 (1988)), and appears to be of value in this regard as it is more stable at physiological pH values (near neutral).

【0003】 水中での安定性に加えて、入手可能な最も経済的且つ環境面で有利な酸化剤で
ある酸素(O2)を用いて作用することができるPOM酸化触媒が必要とされて
いる(R.Neumann、M.Dahan、Nature、388:353(
1977))。ここで、POMアニオンは、標的基質と迅速に反応するのに十分
な程度に正の還元電位であって、同時に、還元されたPOMアニオンとO2との
反応が迅速に進行するのに十分な程度に負である(すなわち、速度論的及び熱力
学的の両方の面で好ましい)ことが必要とされる(I.A.Weinstock
、Chemical Reviews、98:113(1998))。中性pH
値での水中安定性及びO2との迅速な反応性の両方についての必要性は、POM
系木部脱リグニン触媒についての報告によって示されている。例えば、ケギンバ
ナドタングストシリケート([SiVW11405-)は、ほぼ中性のpH値で安
定であるが、O2と迅速に自然反応するには還元電位が過度に正である(I.A
.Weinstock、R.H.Atalla、R.S.Reiner、C.H
.Houtman及びC.L.Hill、Holzforschunq、52:
304(1998)。一方、[PV2Mo10405-は、還元形態で、O2と迅速
に反応するけれども、このバナドモリブドフォスフェート触媒は、4を超すpH
値で不安定である(Weinstock、同上)。
In addition to stability in water, there is a need for a POM oxidation catalyst that can work with the most economical and environmentally advantageous oxidant available, oxygen (O 2 ). (R. Neumann, M. Dahan, Nature, 388: 353 (
1977)). Here, the POM anion has a positive reduction potential sufficient to rapidly react with the target substrate, and at the same time, it is sufficient for the reaction of the reduced POM anion and O 2 to proceed rapidly. It is required to be moderately negative (ie preferred both kinetic and thermodynamic) (IA Weinstock)
, Chemical Reviews, 98: 113 (1998)). Neutral pH
The need for both stability in water at values and rapid reactivity with O 2 is
This is indicated by the report on the xylem delignification catalyst. For example, keguban vanado tungstosilicate ([SiVW 11 O 40 ] 5- ) is stable at nearly neutral pH values, but its reduction potential is too positive for rapid spontaneous reaction with O 2. (IA
. Weinstock, R.W. H. Atalla, R .; S. Reiner, C.I. H
. Houtman and C.I. L. Hill, Holzforschunq, 52:
304 (1998). On the other hand, [PV 2 Mo 10 O 40 ] 5-, in its reduced form, reacts rapidly with O 2 , but this vanadomolybdophosphate catalyst has a pH above 4.
It is unstable in value (Weinstock, ibid.).

【0004】 より広範囲なpH値にわたって水中で安定であることができるとともに酸素と
迅速に反応できるポリオキソメタレート化合物が、リグノセルロース系物質の脱
リグニンの分野において必要とされている。
There is a need in the field of delignification of lignocellulosic materials for polyoxometallate compounds that can be stable in water over a broader range of pH values and that can react rapidly with oxygen.

【0005】[0005]

【発明の概要】[Outline of the Invention]

本発明の一態様によれば、一般式[AllmMonoNbpTaq(TM)rsx-(式中、lは1〜6であり、mは0〜18であり、nは0〜40であり、o
は0〜40であり、pは0〜10であり、qは0〜10であり、rは0〜9であ
り、TMはd電子含有遷移金属イオンであり(但し、l+m+n+o+p+q≧
4)、sはx>0を満足するのに十分大きい数である)で表されるアルミニウム
ヘテロ原子を有するポリオキソメタレート錯体が提供される。
According to one aspect of the present invention, the general formula [Al l V m Mo n W o Nb p Ta q (TM) r O s] x- ( wherein, l is 1 to 6, m is 0 to 18 And n is 0 to 40, o
Is 0-40, p is 0-10, q is 0-10, r is 0-9, and TM is a d-electron-containing transition metal ion (provided that 1 + m + n + o + p + q ≧
4), s is a number large enough to satisfy x> 0), and a polyoxometallate complex having an aluminum heteroatom is provided.

【0006】 本発明の別の態様によれば、ケギン構造を有し且つ一般式[Allm(TM) nopx-(式中、lは1〜2であり、mは0〜6であり、nは0〜3であり
、oは0〜12であり、TMはd電子含有遷移金属イオンであり(但し、l+m
+n+o=12又は13)、pはx>0を満足するのに十分大きい数である)で
表されるアルミニウムヘテロ原子を有するポリオキソメタレート錯体が提供され
る。
[0006]   According to another aspect of the invention, it has a Keggin structure and has the general formula [AllVm(TM) n WoOp]x-(In the formula, 1 is 1 to 2, m is 0 to 6, and n is 0 to 3.
, O is 0 to 12, TM is a transition metal ion containing d electrons (provided that l + m
+ N + o = 12 or 13), and p is a number large enough to satisfy x> 0)
Provided is a polyoxometallate complex having an aluminum heteroatom represented
It

【0007】 本発明において有用な一つの代表的なポリオキソメタレートは、式[AlVW 11406-で表される。[0007]   One representative polyoxometallate useful in the present invention has the formula [AlVW 11 O40]6-It is represented by.

【0008】 本発明のさらなる態様によれば、上記種類のタングストアルミネートの誘導体
(混合添加物)を脱リグニン剤及び漂白剤として使用する方法が提供される。
According to a further aspect of the invention, there is provided a method of using a derivative of tungstoaluminate of the type described above (mixed additive) as delignifying agent and bleaching agent.

【0009】 本発明のさらなる態様によれば、木材パルプ、木部繊維、リグノセルロース系
繊維及びリグノセルロース系パルプ等の物質を前記一般式で表されるポリオキソ
メタレート錯体溶液と接触させることにより前記物質を脱リグニンする方法であ
って、前記溶液のpHを1〜11、好ましくは6〜11、さらに好ましくは6〜
9、最も好ましくは7〜10に調整し、ポリオキソメタレートと繊維又はパルプ
との混合物のコンシステンシーが約1〜20%であり、且つ前記混合物を、温度
制御及び圧力制御容器中、ポリオキソメタレートが還元され且つ高まった脱リグ
ニンが生じる温度及び時間条件下で加熱する、方法が提供される。
According to a further aspect of the present invention, a substance such as wood pulp, xylem fiber, lignocellulosic fiber and lignocellulosic pulp is contacted with a solution of polyoxometallate complex represented by the above general formula. A method for delignifying the substance, wherein the pH of the solution is 1 to 11, preferably 6 to 11, and more preferably 6 to 11.
9, most preferably adjusted to 7 to 10, the mixture of polyoxometallate and fiber or pulp has a consistency of about 1 to 20%, and the mixture is added to a polyoxometalate in a temperature-controlled and pressure-controlled vessel. Methods are provided for heating under temperature and time conditions in which the metallate is reduced and enhanced delignification occurs.

【0010】 好ましくは、還元されたポリオキソメタレート錯体を、空気、酸素、過酸化水
素、他の有機過酸化物又は無機過酸化物(遊離酸型又は塩型)及びオゾンからな
る群から選択される酸化剤で再酸化する。最も好ましい酸化剤は、酸素である。
Preferably, the reduced polyoxometallate complex is selected from the group consisting of air, oxygen, hydrogen peroxide, other organic or inorganic peroxides (free acid or salt form) and ozone. Reoxidize with the oxidant. The most preferred oxidant is oxygen.

【0011】 本発明のさらに別の態様によれば、上記一般式のポリオキソメタレート錯体を
用いた可溶有機リグニン若しくは多糖類フラグメント又は酸化生成物を湿式酸化
する方法が提供される。本方法は、ポリオキソメタレートと有機フラグメント又
は生成物の両方を含有する溶液を、酸化剤の存在下、溶解有機化合物が揮発性有
機化合物と水とに酸化分解されるような条件下で加熱する工程を含む。この反応
は、圧力と温度とを制御した容器中でおこなうのが好ましい。好ましくは、反応
を、10〜2,000psi(0.069〜13.79MPa)の圧力及び周囲
温度〜500℃で実施する。pHは、好ましくは0〜11、さらに好ましくは6
〜11、最も好ましくは6〜9である。酸化剤は、好ましくは空気、酸素、過酸
化水素、他の有機又は無機過酸化物(遊離酸又は塩の形態)及びオゾンから選択
される。最も好ましい酸化剤は、酸素である。
According to yet another aspect of the invention, there is provided a method of wet oxidizing a soluble organic lignin or polysaccharide fragment or oxidation product using a polyoxometallate complex of the above general formula. The method involves heating a solution containing both a polyoxometallate and an organic fragment or product in the presence of an oxidizing agent under conditions such that dissolved organic compounds are oxidatively decomposed into volatile organic compounds and water. Including the step of This reaction is preferably carried out in a vessel whose pressure and temperature are controlled. Preferably, the reaction is carried out at a pressure of 10 to 2,000 psi (0.069 to 13.79 MPa) and an ambient temperature of ~ 500 ° C. The pH is preferably 0 to 11, more preferably 6
-11, most preferably 6-9. The oxidant is preferably selected from air, oxygen, hydrogen peroxide, other organic or inorganic peroxides (free acid or salt form) and ozone. The most preferred oxidant is oxygen.

【0012】 本発明の別の態様によれば、ドデカタングストアルミン酸H5[AlW1240
]の新規な製造方法であって、タングステン酸ナトリウム二水和物溶液のpHを
7〜8に調整する工程と、塩化アルミニウム六水和物溶液をタングステン酸ナト
リウム二水和物溶液に還流下添加(Al:W=2:11)して[Al(Al)W 11396-を得る工程と、pHを約0に調整することにより[Al(Al)W11396-をH5[AlW1240]に転化する工程と、加熱還流する工程と、H5
AlW1240]を単離する工程とを含んでなる方法が提供される。また、本発明
によれば、H5[AlW1240]を塩基と反応させることにより、[AlW113 99-の塩が提供される。本発明のさらなる態様によれば、[AlW11399-
の塩を硫酸バナジルと反応させることにより、[AlVW11407-の塩が提供
される。次に、例えば、臭素、酸素又はオゾンを使用することにより、[AlV
11407-の塩を酸化して[AlVW11406-とする。
[0012]   According to another aspect of the invention, dodecatungstoaluminate HFive[AlW12O40
], The pH of sodium tungstate dihydrate solution
7-8, and adjust the aluminum chloride hexahydrate solution to sodium tungstate.
[Al (Al) W] 11 O39]6-[Al (Al) W by adjusting the pH to about 0.11 O39]6-To HFive[AlW12O40], A step of heating under reflux, and HFive[
AlW12O40] Is isolated, and the method is provided. Also, the present invention
According to HFive[AlW12O40] Is reacted with a base to give [AlW11O3 9 ]9-Salt is provided. According to a further aspect of the invention, [AlW11O39]9-
Of AlVW by reacting the salt of11O40]7-Provided by the salt
To be done. Then, for example, by using bromine, oxygen or ozone, [AlV
W11O40]7-Oxidize the salt of [AlVW11O40]6-And

【0013】 本発明のさらに別の態様によれば、[AlW11399-の塩をM(但し、Mは
マンガン(II)又はコバルト(II)である)と反応させることによる、式[
AlMn1139(9-n)-で表されるポリオキソメタレート錯体を製造する方法
が提供される。
According to yet another aspect of the present invention, a salt of [AlW 11 O 39 ] 9- is reacted with M, where M is manganese (II) or cobalt (II), [
AlM n W 11 O 39] ( 9-n) - a method of manufacturing the polyoxometalates complex represented by is provided.

【0014】 本発明のさらに別の態様によれば、Al含有ポリオキソメタレートアニオンの
欠陥構造誘導体([AlW11399-の塩が、このような欠陥構造の一例である
)を、d電子含有遷移金属カチオンと反応させて対応のd電子含有遷移金属置換
ポリオキソメタレートを得ることによる、上記一般式で表されるポリオキソメタ
レート錯体の新規な製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the present invention, a defective structure derivative of an Al-containing polyoxometallate anion (a salt of [AlW 11 O 39 ] 9- is an example of such a defective structure) Provided is a novel method for producing a polyoxometallate complex represented by the above general formula by reacting with a d-electron-containing transition metal cation to obtain a corresponding d-electron-containing transition metal-substituted polyoxometallate.

【0015】 木材パルプ、木部繊維、リグノセルロース系繊維及びリグノセルロース系パル
プ等の物質を脱リグニンする方法を、pH6〜pH11の中性又はアルカリ性p
H環境で実施できることが、本発明の利点である。リグニンはアルカリ性条件下
でより迅速に酸化され且つセルロースは容易には加水分解されにくいので、この
ことは有利である。
A method of delignifying substances such as wood pulp, xylem fiber, lignocellulosic fiber and lignocellulosic pulp is carried out by neutralizing pH 6 to pH 11 or alkaline p.
It is an advantage of the present invention that it can be implemented in an H environment. This is advantageous because lignin is more rapidly oxidized under alkaline conditions and cellulose is less easily hydrolyzed.

【0016】 一般式[AllmMonoNbpTaq(TM)rsx-(式中、lは1〜6で
あり、mは0〜18であり、nは0〜40であり、oは0〜40であり、pは0
〜10であり、qは0〜10であり、rは0〜9であり、TMはd電子含有遷移
金属イオンであり(但し、l+m+n+o+p+q≧4)、sはx>0を満足す
るのに十分大きい数である)で表されるアルミニウムヘテロ原子とのポリオキソ
メタレート錯体が提供されることが、本発明の別の利点である。
[0016] formula [Al l V m Mo n W o Nb p Ta q (TM) r O s] x- ( wherein, l is 1 to 6, m is 0 to 18, n is 0 -40, o is 0-40, p is 0
-10, q is 0-10, r is 0-9, TM is a d-electron-containing transition metal ion (provided that l + m + n + o + p + q ≧ 4), and s is sufficient to satisfy x> 0. It is another advantage of the present invention that polyoxometallate complexes with aluminum heteroatoms represented by a large number) are provided.

【0017】 上記ポリオキソメタレートを酸素で再酸化できることが、本発明の別の利点で
ある。
The ability of the polyoxometallates to be reoxidized with oxygen is another advantage of the present invention.

【0018】 本発明の他の利点、特徴及び目的は、本明細書、請求の範囲及び図面を参照す
ることにより当業者には明らかとなろう。
Other advantages, features and objects of the present invention will be apparent to those of ordinary skill in the art by reference to the specification, claims and drawings.

【0019】[0019]

【発明を実施するための最良の形態】 一般的に、ヘテロポリタングステートは、イソ構造ヘテロポリモリブデートよ
りも塩基安定性が大きい。このことは、塩基安定性ケギンアニオンを開発する努
力は、新規なポリタングステートの開発に焦点をあてなければならないことを示
唆している。さらに、ケギン構造型内において、より大きな塩基安定性とアニオ
ンのより大きな負の電荷密度との間に相関がある(D.P.Smith及びM.
T.Pope、「Increasing x in the series:
[PVx12-x40(3+x)-、results in an increase
in the negative charge on the anion
and greater hydrolytic stability(系列
: [PVx12-x40(3+x)-におけるxを増加すると、アニオンについての
負電荷が増加するとともに、加水分解安定性が大きくなる)」Inorgani
c Chem.12:331、1973;I.A.weinstock、R.A
.Atalla、R.S.Reiner、M.A.Moen、K.E.Hamm
el、C.L.Hill及びM.K.Harrup、「While[PVW11 404- is stable in water at pH values
near 3、the silicon analog、[SiVW11405- 、is stable indefinitely at reflux in
water initially at pH 7([PVW11404-は水
中で3付近のpH値で安定であるのに対して、ケイ素類似体である[SiVW11405-は、最初pH7である水中還流状態でいつまでも安定である」、J.M
ol.Cat.A.Chemical.116:59、1997)。合成的に、
より大きな負の電荷密度を有するケギンアニオンは、さらに低原子価の主基又は
遷移金属ヘテロ原子Xn+、すなわち、[Xn+1240(8-n)-からアニオンを調
製することにより得ることができる。最もよく研究されているケギンヘテロポリ
タングステートアニオンは、リン(P(V)、n=5)又はケイ素(Si(IV
)、n=4)ヘテロ原子を主成分としている(M.T.Pope、Hetero
poly and Isopolyoxometalates(ヘテロポリ及び
イソポリオキソメタレート)、Springer−Verlag、ニューヨーク
、1993。したがって、組成及びアニオン電荷に基づき、[AlVW1140 6- は、[PV2Mo10405-又は[SiVW11405-よりも大きな塩基安定
性を有することが予想される。同時に、[BW11399-等のB(III)誘導
体は、それらのSi(IV)対応物よりもはるかに安定性が低い。この理由は、
B(III)は、小さすぎて[W113912-シェル内のプソイド四面体部位を
最適に占有することができないことがあるためである。Al(III)はB(I
II)よりも大きいので、本発明者等は、[AlW12405-及びその誘導体は
より大きな安定性及び汎用性を実現するであろうと考えた。しかしながら、[A
lW12405-の誘導体は未知であるので、それらの安定性は、信頼性よく予測
できなかった。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION   In general, heteropolytungstates are isostructural heteropolymolybdates.
Greater base stability. This has led to efforts to develop base-stable keguin anions.
Power shows that the focus must be on the development of new polytongue states.
I am inviting. Furthermore, within the Keggin structure type, greater base stability and anion
There is a correlation with the larger negative charge density of D. P. Smith (DP Smith and M.
T. Pope, "Increasing x in the series:
[PVxW12-xO40](3 + x)-, Results in an increase
  in the negative charge on the anion
  and greater hydrostatic stability (series)
: [PVxW12-xO40](3 + x)-Increasing x in
As the negative charge increases, so does the hydrolytic stability). "Inorgani
c Chem. 12: 331, 1973; A. weinstock, R.W. A
. Atalla, R .; S. Reiner, M .; A. Moen, K .; E. Hamm
el, C.I. L. Hill and M.D. K. Harrup, “While [PVW11O 40 ]Four-  is stable in water at pH values
near 3, the silicon analog, [SiVW11O40]Five- , Is stable infinitely at relux in
  water initially at pH 7 ([PVW11O40]Four-Is water
Among them, it is stable at pH values around 3, whereas it is a silicon analogue [SiVW11 O40]Five-Is stable under reflux in water, which initially has a pH of 7. ”, J. M
ol. Cat. A. Chemical. 116: 59, 1997). Synthetically,
The Keggin anion, which has a larger negative charge density, has a lower valence main group or
Transition metal heteroatom Xn +, That is, [Xn +W12O40](8-n)-To adjust anion from
It can be obtained by manufacturing. The most studied keguin heteropoly
Tungstate anions include phosphorus (P (V), n = 5) or silicon (Si (IV
), N = 4) having a heteroatom as a main component (MT Pope, Hetero).
poly and Isopolyoxometalates (heteropoly and
Isopolyoxometalates), Springer-Verlag, New York
, 1993. Therefore, based on composition and anion charge [AlVW11O40] 6- Is [PV2MoTenO40]Five-Or [SiVW11O40]Five-Greater base stability than
It is expected to have sex. At the same time, [BW11O39]9-B (III) induction of
The bodies are much less stable than their Si (IV) counterparts. The reason for this is
B (III) is too small [W11O39]12-The pseudo-tetrahedron part in the shell
This is because it may not be possible to occupy optimally. Al (III) is B (I
II), the present inventors12O40]Five-And its derivatives
We thought that it would realize greater stability and versatility. However, [A
lW12O40]Five-Since their derivatives are unknown, their stability is reliably predicted.
could not.

【0020】 また、還元電位とアニオン電荷密度との間には相関が存在し、より大きな負の
電荷密度を有するアニオンは、より負の還元電位を有する。[SiVW1140 5- 還元電位は過度に正であるのでその還元形態である[SiVW11406-はO 2 と迅速に反応できないため、[AlVW11406-の還元形態である[AlV
11407-は、さらに負の還元電位のため、より有効な速度でO2と反応する
であろう。
[0020]   Also, there is a correlation between the reduction potential and the anion charge density, and a larger negative
Anions with a charge density have a more negative reduction potential. [SiVW11O40] Five- Since the reduction potential is overly positive, it is in its reduced form [SiVW11O40]6-Is O 2 Because it cannot react quickly with [AlVW11O40]6-Is a reduced form of [AlV
W11O40]7-Due to the more negative reduction potential, O2React with
Will.

【0021】 a)アルミニウムヘテロ原子とのポリオキソメタレート錯体 本発明の一態様によれば、一般式[AllmMonoNbpTaq(TM)rsx-(式中、lは1〜6であり、mは0〜18であり、nは0〜40であり、o
は0〜40であり、pは0〜10であり、qは0〜10であり、rは0〜9であ
り、TMはd電子含有遷移金属イオンであり(但し、l+m+n+o+p+q≧
4)、sはx>0を満足するのに十分大きい数である)で表されるアルミニウム
ヘテロ原子を有するポリオキソメタレート錯体が提供される。
A) Polyoxometallate Complex with Aluminum Hetero Atom According to one embodiment of the present invention, a compound represented by the general formula [Al 1 V m Mn W o Nb p Ta q (TM) r O s ] x- (formula In the above, 1 is 1 to 6, m is 0 to 18, n is 0 to 40, and o
Is 0-40, p is 0-10, q is 0-10, r is 0-9, and TM is a d-electron-containing transition metal ion (provided that 1 + m + n + o + p + q ≧
4), s is a number large enough to satisfy x> 0), and a polyoxometallate complex having an aluminum heteroatom is provided.

【0022】 本発明の別の態様によれば、ケギン構造を有し且つ一般式[Allm(TM) nopx-(式中、lは1〜2であり、mは0〜6であり、nは0〜3であり
、oは0〜12であり、TMはd電子含有遷移金属イオンであり(但し、l+m
+n+o=12又は13)、pはx>0を満足するのに十分大きい数である)で
表されるアルミニウムヘテロ原子を有するポリオキソメタレート錯体が提供され
る。
[0022]   According to another aspect of the invention, it has a Keggin structure and has the general formula [AllVm(TM) n WoOp]x-(In the formula, 1 is 1 to 2, m is 0 to 6, and n is 0 to 3.
, O is 0 to 12, TM is a transition metal ion containing d electrons (provided that l + m
+ N + o = 12 or 13), and p is a number large enough to satisfy x> 0)
Provided is a polyoxometallate complex having an aluminum heteroatom represented
It

【0023】 本発明において有用な一つの代表的なポリオキソメタレートは、式[AlVW 11406-で表される。[0023]   One representative polyoxometallate useful in the present invention has the formula [AlVW 11 O40]6-It is represented by.

【0024】 別の実施態様では、本発明は、H5[AlW1240]の新規な高収率合成法を
用い(J.A.Mair及びJ.L.T.Waugh、「Preparatio
n of H5[AlW1240](H5[AlW1240](誤って11−タングス
トアルミン酸と記載されている)の調製)]」、J.Chem.Soc.237
2、1950;J.W.Akitt及びA.Farthing、「Prepar
ation and 27Al NMR spectroscopy of H5
[AlW1240](H5[AlW1240](たいていα異性体とβ異性体との混
合物)の調製及び27Al NMR分光分析)」J.C.S.Dalton Tr
ans.1615、1981;D.H.Brown、「X−ray powde
r diffractometry of Cs5[AlW1240](Cs5[A
lW1240]のX線粉末回析)J.Chem.Soc.3281、1962;K
.Nomiya及びM.Miwa、「IR spectroscopy of
H[(C494N]4[AlW1240](H[(C494N]4[AlW1240 ]のIR分光分析)」、Polyhedron 2:955、1983)、そし
て最初に報告されたそのものモノラクナリ誘導体[AlW11399-の合成を含
む。後者は、種々の遷移金属置換ケギンアニオンの前駆体であり、これら[Al
VW11407-、[AlMnW11397-及び[AlCoW11397-のいくつ
かの調製を、例として挙げる。
In another embodiment, the present invention uses a novel high-yield synthetic method of H 5 [AlW 12 O 40 ] (JA Mair and JLT Waugh, “Preparatio”.
n of H 5 [AlW 12 O 40] (H 5 [AlW 12 O 40] ( Preparation of incorrectly described as 11-tongue store Rumin acid))] ", J. Chem. Soc. 237
2, 1950; W. Akitt and A. Farthing, "Prepar
ation and 27 Al NMR spectroscopy of H 5
[AlW 12 O 40 ] (H 5 [AlW 12 O 40 ] (Mostly a mixture of α and β isomers) and 27 Al NMR spectroscopy). C. S. Dalton Tr
ans. 1615, 1981; H. Brown, "X-ray powder
r diffractometry of Cs 5 [AlW 12 O 40 ] (Cs 5 [A
X-ray powder diffraction of 1W 12 O 40 ]) J. Chem. Soc. 3281, 1962; K
. Nomiya and M.M. Miwa, “IR spectroscopy of of
H [(C 4 H 9) 4 N] 4 [AlW 12 O 40] (H [(C 4 H 9) 4 N] 4 IR spectroscopy [AlW 12 O 40]) ", Polyhedron 2: 955,1983 ), And the first reported synthesis of the monolacunary derivative itself [AlW 11 O 39 ] 9- . The latter are precursors of various transition metal substituted keguin anions, and these [Al
VW 11 O 40] 7-, and [AlMnW 11 O 39] 7-, and [AlCoW 11 O 39] 7- some preparations of, given as an example.

【0025】 アルミニウムヘテロ原子の有用な特性は、存在度100%で存在し且つ核スピ
ン5/2を有する27Al同位体は、核磁気共鳴(NMR)分光分析により容易且
つ迅速に観察されることである。27Al NMR信号の化学シフト及び線幅によ
って、アルミニウム原子の配位数とその環境の化学対称の両方に関する情報が容
易にアクセスできる(Akitt、同上)。
A useful property of aluminum heteroatoms is that 27 Al isotopes present at 100% abundance and having a nuclear spin of 5/2 are easily and rapidly observed by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Is. Chemical shifts and linewidths of 27 Al NMR signals provide easy access to information about both the coordination number of the aluminum atom and the chemical symmetry of its environment (Akitt, ibid.).

【0026】 報告されている[AlW12405-の調製方法では、AlIII塩の溶液を縮合
タングステート([WO42-)アニオンの弱酸性溶液にゆっくり(20時間)
滴下する必要がある(Mair、同上;Akitt、同上)。この操作により、
生成物混合物が生成する。反応残留物のベーキングと抽出を反復して、これらの
混合物から所望の化合物が低収率で単離される。[XW1240n-(式中、Xは
P(V)又はSi(IV))の調製に用いるリン(P(V))又はシリコン(S
i(IV))カチオンとは異なり、アルミニウム(Al(III))はヘテロ原
子及び添加原子の両方の役割を果たすことができる。すなわち、上記で[AlW 12405-の調製に述べた生成物混合物は、アルミニウム添加中の[Al(Al
)W11406-の競争生成から生じる(Akitt、同上;M.A.Fedot
ov及びL.P.Kazanskii、「Solution 27Al NMR
spectroscopy of reaction mixtures(反応
混合物の溶液27Al NMR分光分析)」、Izv.Akad.Nauk SS
SR、Ser.Khim.、No.9、2000−2003、1988、英訳版
第1789頁)。
[0026]   Reported [AlW12O40]Five-In the preparation method ofIIICondensing salt solution
Tang state ([WOFour]2-) Slowly in a weakly acidic solution of anions (20 hours)
Must be added dropwise (Mair, Id .; Akitt, Id.). By this operation,
A product mixture forms. Repeated baking and extraction of the reaction residue to
The desired compound is isolated in low yield from the mixture. [XW12O40]n-(Where X is
Phosphorus (P (V)) or silicon (S) used to prepare P (V) or Si (IV)
Unlike the i (IV)) cation, aluminum (Al (III)) is a heterogen
It can serve both as a child and as an added atom. That is, in the above, [AlW 12 O40]Five-The product mixture described in the preparation of [Al (Al (Al
) W11O40]6-(Akitt, ibid .; M. A. Fedott)
ov and L.D. P. Kazanskii, "Solution27Al NMR
spectroscopic of reaction mixes (reaction
Solution of mixture27Al NMR spectroscopy) ", Izv. Akad. Nauk SS
SR, Ser. Khim. , No. 9, 2000-2003, 1988, English translation version
Page 1789).

【0027】 上記した方法では、アルミニウムの化学量論を慎重に調整(2Al:11W)
して、定量的収率(27Al NMR)で中性pHにおいて[Al(Al)W11 396-を得る。アルミニウムは、90分にわたって滴下する。次に、初期生成物
を、pH0でH+と反応(好ましくは還流下で1週間)させることにより、定量
的にインシトゥ転化(27Al NMR及び粗製収率)して[AlW12405-
[Al(Al)W11396-の1モル当たり11/12モル)とする。生成物の
タングステン−183NMR分光分析により、ケギン構造のα異性体とβ異性体
との混合物(β異性体が、主生成物(80〜95%)である)であることが分か
る。続いてのH5[AlW1240]の処理及び単離並びに添加物と遷移金属置換
誘導体との混合物の合成は、周知の確立された方法によりおこなう。
[0027]   In the above method, the stoichiometry of aluminum is carefully adjusted (2Al: 11W).
Then, the quantitative yield (27Al NMR) at neutral pH [Al (Al) W11O 39 ]6-To get Aluminum is added dropwise over 90 minutes. Then the initial product
H at pH 0+Quantitatively by reacting with (preferably under reflux for 1 week)
In-situ conversion (27Al NMR and crude yield) [AlW12O40]Five-(
[Al (Al) W11O39]6-(11/12 mol per 1 mol of). Product
Tungsten-183 NMR spectroscopic analysis showed α- and β-isomers of Keggin structure
It is a mixture with (the β isomer is the main product (80 to 95%))
It The subsequent HFive[AlW12O40] And the isolation and substitution of additives with transition metal
The synthesis of the mixture with the derivative is carried out by a well-known and established method.

【0028】 試薬級化学物質(タングステン酸ナトリウム二水和物は、フォリン試薬級)を
、商業源から入手した。全体を通じて、脱イオン水を使用した。赤外及び紫外−
可視スペクトルを、それぞれニコレット510FTIR及びヒューレットパッカ
ード8452A分光光度計を用いて得た。pH測定は、Orion社製250A
型pHメータを用いておこなった。電気化学的データは、ガラスカーボン作用電
極及びAg/AgCl参照電極を備えたBAS CV−50W電気化学分析器を
用いて得た。繰り返し及び差分パルスボルタンメトリーに使用される溶液は、0
.10M NaClの電解質溶液を水に溶解させた試料中1mMであった。記載
27Al及び51V NMRスペクトルを、それぞれ130.3MHz及び131
.1MHzでGeneral Electric社製GN500 MHz分光計
により得た。183W NMRスペクトルを、Varian UNITY400N
MRを用いて16.66MHzで得た。外部標準は、以下の通りであった:27
l、0.10M AlCl3・6H2O([Al(H2O)63+、δ=0ppm)
51V、10mM H4[PVMo1140](0.6M NaCl中)(δ=−
533.6ppm(純粋VOCl3に対して);値は、δ=0ppmでのVOC
3に対する値で記載されている)、及び183Wについては、2.0M Na2
4・2H2O(WO4 2-(aq)、δ=0ppm)であった。27Alについての
スペクトルパラメータは、以下の通りであった:掃引幅13500Hz(広窓)
又は2350Hz(正確な積分に使用される狭窓);パルス幅18マイクロ秒;
遅延10マイクロ秒。ガラス試料管中のAl(III)イオンから生じる27Al
信号強度の変化を最小限とするために、全てのスペクトルは、単一の製造業者か
ら入手した同じ品質及び組成のNMR管から得た:Wilmad級528−pp
(ニュージャージー州ブエナにあるWilmad Glass社製)。NMRソ
フトウエアパッケージNUTS(1−Dバージョン、カリフォルニア州フレモン
トにあるAcorn NMR社製)を使用して、183W NMRスペクトルのベ
ースラインにおける「ローリング」を修正した。
Reagent grade chemicals (sodium tungstate dihydrate, Folin reagent grade) were obtained from commercial sources. Deionized water was used throughout. Infrared and ultraviolet-
Visible spectra were obtained using a Nicolet 510 FTIR and a Hewlett Packard 8452A spectrophotometer, respectively. pH is measured by Orion 250A
Type pH meter was used. Electrochemical data were obtained using a BAS CV-50W electrochemical analyzer equipped with a glass carbon working electrode and an Ag / AgCl reference electrode. The solution used for repeated and differential pulse voltammetry was 0
. It was 1 mM in a sample prepared by dissolving an electrolyte solution of 10 M NaCl in water. The 27 Al and 51 V NMR spectra described are 130.3 MHz and 131 V, respectively.
. Obtained on a General Electric GN500 MHz spectrometer at 1 MHz. 183 W NMR spectrum, Varian UNITY400N
Obtained at 16.66 MHz using MR. The external standards were as follows: 27 A
1, 0.10M AlCl 3 .6H 2 O ([Al (H 2 O) 6 ] 3+ , δ = 0 ppm)
51 V, 10 mM H 4 [PVMo 11 O 40 ] (in 0.6 M NaCl) (δ = −
533.6 ppm (relative to pure VOCl 3 ); value is VOC at δ = 0 ppm
(values for 1 3 ) and 183 W are 2.0 M Na 2 W
It was O 4 .2H 2 O (WO 4 2− (aq), δ = 0 ppm). The spectral parameters for 27 Al were as follows: Sweep width 13500 Hz (wide window)
Or 2350 Hz (narrow window used for exact integration); pulse width 18 microseconds;
Delay 10 microseconds. 27 Al resulting from Al (III) ions in glass sample tubes
To minimize signal intensity changes, all spectra were obtained from NMR tubes of the same quality and composition obtained from a single manufacturer: Wilmad grade 528-pp.
(Manufactured by Wilmad Glass, Buena, NJ). The NMR software package NUTS (1-D version, Acorn NMR, Inc., Fremont, Calif.) Was used to correct the “rolling” at the baseline of the 183 W NMR spectrum.

【0029】 b)木材パルプの脱リグニン 本発明のさらなる態様によれば、上記種類のタングストアルミネートの誘導体
(混合添加物)を脱リグニン剤及び漂白剤として使用する方法が提供される。
B) Delignification of Wood Pulp According to a further aspect of the invention there is provided a method of using a derivative of tungstoaluminate of the type described above (mixed additive) as delignification and bleaching agent.

【0030】 例えば、本発明によれば、木材パルプ、木部繊維、リグノセルロース系繊維及
びリグノセルロース系パルプ等の物質を前記一般式で表されるポリオキソメタレ
ート錯体溶液と接触させることにより前記物質を脱リグニンする方法であって、
前記溶液のpHを1〜11に調整し、ポリオキソメタレートと繊維又はパルプと
の混合物のコンシステンシーが約1〜20%であり、且つ前記混合物を、温度制
御及び圧力制御容器中、ポリオキソメタレートが還元され且つ高まった脱リグニ
ンが生じる温度及び時間条件下で加熱する、方法が提供される。木材パルプ及び
他のリグノセルロース系パルプをポリオキソメタレートを用いて脱リグニンする
方法は、米国特許第5,695,605号、第5,302,248号及び第5,
552,019号に詳細に記載されている。これらの特許は、以下引用すること
により、本明細書の開示の一部とされる。
For example, according to the present invention, a substance such as wood pulp, xylem fiber, lignocellulosic fiber and lignocellulosic pulp is contacted with a polyoxometallate complex solution represented by the above general formula to obtain A method of delignifying a substance,
The pH of the solution is adjusted to 1 to 11, the consistency of the mixture of polyoxometallate and fiber or pulp is about 1 to 20%, and the mixture is mixed in a temperature-controlled and pressure-controlled container in a polyoxometalate. Methods are provided for heating under temperature and time conditions in which the metallate is reduced and enhanced delignification occurs. Methods for delignifying wood pulp and other lignocellulosic pulps with polyoxometallates are described in US Pat. Nos. 5,695,605, 5,302,248 and 5,5.
No. 552,019. These patents are incorporated herein by reference.

【0031】 本発明の好ましい態様によれば、溶液のpHは、6〜11の範囲内にある。好
ましくは、溶液のpHは、6〜9の範囲内にある。
According to a preferred embodiment of the present invention, the pH of the solution is in the range 6-11. Preferably, the pH of the solution is in the range 6-9.

【0032】 好ましくは、還元されたポリオキソメタレート錯体を、空気、酸素、過酸化水
素、他の有機又は無機過酸化物(遊離酸又は塩形)及びオゾンからなる群から選
択される酸化剤で再酸化する。好ましい酸化剤は、酸素である。
Preferably, the reduced polyoxometallate complex is treated with an oxidant selected from the group consisting of air, oxygen, hydrogen peroxide, other organic or inorganic peroxides (free acid or salt form) and ozone. Reoxidize with. The preferred oxidant is oxygen.

【0033】 本発明のさらに別の態様によれば、上記一般式で表されるポリオキソメタレー
ト錯体を用いて可溶性有機リグニン若しくは多糖類フラグメント又は酸化生成物
を湿式酸化する方法が提供される。本方法では、ポリオキソメタレートと有機フ
ラグメント又は生成物の両方を含有する溶液を、酸化剤の存在下、溶解有機化合
物を酸化分解して揮発性有機化合物と水とする条件下で加熱する工程を含む。好
ましくは、この反応を、圧力と温度とを制御した容器中でおこなう。好ましくは
、反応は、10〜2,000psi(0.069〜13.79MPa)の圧力及
び周囲温度〜500℃の条件下でおこなう。pHは、0〜11、好ましくは6〜
9であることが好ましい。酸化剤は、空気、酸素、過酸化水素、他の有機又は無
機過酸化物(遊離酸又は塩形)及びオゾンから選択されることが好ましい。酸化
剤は、最も好ましくは酸素である。以下の実施例IC、III及びIVは、本発
明のこの態様を示す。
According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method for wet-oxidizing a soluble organic lignin or a polysaccharide fragment or an oxidation product using the polyoxometallate complex represented by the above general formula. In the present method, a step of heating a solution containing both a polyoxometallate and an organic fragment or a product in the presence of an oxidizing agent under the conditions of oxidative decomposition of a dissolved organic compound to form a volatile organic compound and water. including. Preferably, this reaction is carried out in a pressure and temperature controlled vessel. Preferably, the reaction is conducted under conditions of pressure of 10 to 2,000 psi (0.069 to 13.79 MPa) and ambient temperature to 500 ° C. The pH is 0 to 11, preferably 6 to
It is preferably 9. The oxidant is preferably selected from air, oxygen, hydrogen peroxide, other organic or inorganic peroxides (free acid or salt form) and ozone. The oxidant is most preferably oxygen. The following Examples IC, III and IV illustrate this aspect of the invention.

【0034】 木材パルプ又は他のリグノセルロース系パルプのポリオキソメタレート脱リグ
ニン又は漂白中に溶解したリグニン及び多糖類フラグメントの酸化分解方法は、
米国特許第5,549,789号(以下、引用することにより、本明細書の開示
の一部とされる)に開示されている。
Polyoxometalate delignification of wood pulp or other lignocellulosic pulp or a process for oxidative degradation of lignin and polysaccharide fragments dissolved during bleaching is described.
It is disclosed in US Pat. No. 5,549,789, which is hereby incorporated by reference.

【0035】[0035]

【実施例】【Example】

I.K7[AlVW1140]及び関連化合物の調製及び特性決定 A.H5[AlW1240]の調製(α異性体とβ異性体との混合物)。 工程1:11[WO42- + 2Al3+ + 10H+ → [Al(Al)
11396- + 5H2O 工程2:12[Al(Al)W11396- + 56H+ → 11[AlW12
405- + 13Al3+ + 28H2
I. Preparation and characterization of K 7 [AlVW 11 O 40 ] and related compounds. Preparation of H 5 [AlW 12 O 40 ] (mixture of α and β isomers). Step 1: 11 [WO 4 ] 2- + 2Al 3+ + 10H + → [Al (Al)
W 11 O 39 ] 6− + 5H 2 O Step 2 : 12 [Al (Al) W 11 O 39 ] 6− + 56H + → 11 [AlW 12
O 40 ] 5- + 13Al 3+ + 28H 2 O

【0036】 工程1:タングステン酸ナトリウム二水和物(NaWO4・2H2O、100g
、0.304モル)を、磁気攪拌棒を入れるとともに添加漏斗及び凝縮器を取り
付けた1,000mL3つ口丸底フラスコにおいて、H2O400mLに溶解し
た。塩酸(HCl、23.0mL、0.276モル)を、この溶液に、激しく攪
拌しながらピペットで滴下した。酸を20〜30分かけてゆっくり添加すること
により、タングステン酸の沈殿を、完全ではないが大部分回避する。この時点で
の溶液のpHは、約7.7でなければならない(pHが7.0を超えることが重
要である)。溶液を、還流点まで加熱し、塩化アルミニウム六水和物(AlCl 3 ・6H2O、13.32g、0.0552モル)を水80mLに溶解させたもの
を、一定に攪拌しながら、約90分にわたって(約5〜6滴/分)滴下漏斗によ
り滴下した。添加中、溶液は、わずかに曇る。しかしながら、添加を十分にゆっ
くりとおこないながら、過剰の沈殿を回避するようにしなければならない。しか
しながら、もしこれが生じた場合には、添加を停止し、より透明になるまで溶液
を攪拌しなければならない。全てのAlCl3を添加後、溶液を還流状態で一時
間保ち、室温まで冷却し、中焼結ガラスフリットにより濾過した。最終pHは、
約7でなければならない。
[0036]   Step 1: Sodium tungstate dihydrate (NaWOFour・ 2H2O, 100g
, 0.304 mol), add a magnetic stir bar and remove the addition funnel and condenser.
In a 1,000 mL three-necked round bottom flask equipped with2Dissolved in 400 mL of O
It was Hydrochloric acid (HCl, 23.0 mL, 0.276 mol) was stirred vigorously in this solution.
Dropped with a pipette while stirring. Slowly add acid over 20-30 minutes
This largely, if not completely, avoids the precipitation of tungstic acid. at this point
The pH of the solution should be about 7.7 (it is important for the pH to exceed 7.0).
Important). The solution is heated to the reflux point and aluminum chloride hexahydrate (AlCl 3 ・ 6H2O, 13.32 g, 0.0552 mol) dissolved in 80 mL of water
Through a dropping funnel over about 90 minutes (about 5-6 drops / minute) with constant stirring.
It was dripped. During the addition, the solution becomes slightly cloudy. However, allow the addition enough
It must be done rapidly to avoid excessive precipitation. Only
However, if this occurs, stop the addition and add solution until clearer.
Must be stirred. All AlCl3After adding, the solution is temporarily refluxed.
Hold, cool to room temperature and filter through a medium sintered glass frit. The final pH is
Should be about 7.

【0037】 工程2:この時点でNa6[Al(Al)W1139](27AlNMR:73p
pm、Δv1/2=89Hz;8ppm、Δv1/2=256Hz;図1)を含有して
いる上記溶液を、還流凝縮器を取り付けた1,000mL丸底フラスコに移した
。濃硫酸(約20mL、0.376モル)を注意深く滴下することにより、溶液
をpH0に酸性化した。pHが0に到達した後、さらに濃硫酸3mLを添加し、
溶液を加熱還流した。初期の曇り又は黄色は、16時間以内に消失しなければな
らない。確実に生成物に完全に転化するために、溶液を、6日間還流状態に保た
もたなければならない。次に、室温まで冷却した後、溶液を、中ガラスフリット
を用いて濾過してよい(もし曇りがみられるならば)。この時点でH5[AlW1 240]、H+、Na+、Al3+、Cl-及びSO4 2-を含有する溶液を、1,00
0mLビーカーに移し、0℃に冷却した。
[0037]   Step 2: Na at this point6[Al (Al) W11O39] (27AlNMR: 73p
pm, Δv1/2= 89 Hz; 8 ppm, Δv1/2= 256 Hz; including Figure 1)
The above solution was transferred to a 1,000 mL round bottom flask equipped with a reflux condenser.
. Carefully add concentrated sulfuric acid (about 20 mL, 0.376 mol) to the solution.
Was acidified to pH 0. After the pH reached 0, add 3 mL of concentrated sulfuric acid,
The solution was heated to reflux. Initial cloudiness or yellow color should disappear within 16 hours
No The solution was kept at reflux for 6 days to ensure complete conversion to product.
Must have. Then, after cooling to room temperature, the solution is poured into a medium glass frit.
May be filtered (if cloudy is visible). H at this pointFive[AlW1 2 O40], H+, Na+, Al3+, Cl-And SOFour 2-A solution containing
Transferred to a 0 mL beaker and cooled to 0 ° C.

【0038】 冷(−20℃)濃硫酸(147mL)を注意深く添加して、過剰の加熱を避け
る。次に、この溶液を、再び0℃に冷却し、2,000mL分離漏斗に移した。
ジエチルエーテル(500mL)を添加し、混合物を、ジエチルエーテルの迅速
な蒸発がおさまるまで、頻繁に通気しなが極めて穏やかに振とうした。次に、こ
の混合物を、まだ頻繁に換気しながら、もっと激しく振とうし、三層が分離する
まで静置した。最上の無色透明層は、ジエチルエーテルであり、中間の多少曇り
のある層は、水相であり、底部の層(濃密淡黄色粘ちょう液体)は、H5[Al
1240](α異性体及びβ異性体)のエーテレートである。底部(エーテレー
ト)層(合計約20mL)を、50mLビーカーに採取し、温水浴中で穏やかに
加熱(4〜5時間)して濃縮乾固した。粗生成物(69.2g、95%)を、熱
水20mLに溶解し、穏やかに加熱して23mLの容積まで濃縮した後、0℃で
16時間冷却することにより、再結晶した。収量:50.46g、64%。IR
(KBrペレット):972、899、795(ブロード)、747(ブロード
)、538及び477cm-1。分析結果:H5[AlW1240]・15H2Oにつ
いて計算値(実測値):H1.12(1.15)W70.07(70.23)A
l0.86(0.89)。白色結晶α−[AlW12405-及び淡黄色β−[A
lW12405-(無定形及びより可溶性)を、分別結晶により分離できる。α−
[AlW12405-及びβ−[AlW12405-27Al及び183W NMRス
ペクトルを、図2A及び2Bに示す。
Cold (−20 ° C.) concentrated sulfuric acid (147 mL) is added carefully to avoid excessive heating. The solution was then cooled again to 0 ° C. and transferred to a 2,000 mL separatory funnel.
Diethyl ether (500 mL) was added and the mixture was shaken very gently with frequent aeration until rapid evaporation of diethyl ether subsided. The mixture was then shaken more vigorously, still with frequent ventilation, and allowed to stand until the three layers separated. The top colorless transparent layer is diethyl ether, the middle slightly cloudy layer is the aqueous phase, and the bottom layer (dense pale yellow viscous liquid) is H 5 [Al.
W 12 O 40 ] (α isomer and β isomer). The bottom (ethereal) layer (approximately 20 mL total) was collected in a 50 mL beaker, gently heated (4-5 hours) in a warm water bath and concentrated to dryness. The crude product (69.2 g, 95%) was recrystallized by dissolving it in 20 mL of hot water, concentrating to a volume of 23 mL by gentle heating and then cooling at 0 ° C. for 16 hours. Yield: 50.46 g, 64%. IR
(KBr pellet): 972, 899, 795 (broad), 747 (broad), 538 and 477 cm -1 . Analysis result: Calculated value (measured value) for H 5 [AlW 12 O 40 ] · 15H 2 O: H1.12 (1.15) W70.07 (70.23) A
10.86 (0.89). White crystals α- [AlW 12 O 40 ] 5- and pale yellow β- [A
lW 12 O 40] 5- (the amorphous and more soluble), can be separated by fractional crystallization. α-
The 27 Al and 183 W NMR spectra of [AlW 12 O 40 ] 5− and β- [AlW 12 O 40 ] 5− are shown in FIGS. 2A and 2B.

【0039】 B.α−Na5[AlW1240]の調製。Na5[AlW1240](α異性体と
β異性体との混合物)の試料65.9gを、水130mLに溶解した。溶液のp
Hを、0.75M Na2CO3(15.0mL)を用いて約6に調整した。この
溶液を、3日間加熱還流した:27Al NMRスペクトルにより、72.1pp
mでの共鳴(α異性体)は、溶液中の[AlW12405-の約95%を占めた。
室温に冷却後、溶液を、沈殿が生成し始めるまで回転蒸発して濃縮し、冷蔵庫で
5℃に冷却した。生成物を、粗粒ガラスフリット上に集め、自然乾燥した。収量
:32.24g(48.9%)。183W NMR、δ:−107.5ppm。27
Al NMR、δ:72.1ppm(Δv1/2=0.93Hz)。IR(KBr
ペレット):955、883、799、758、534及び498cm-1。分析
結果:Na5[AlW1240]・13H2Oについての計算値(実測値):H0.
81(0.78)W68.47(68.22)Al0.84(0.88)、Na
3.57(3.39)。
B. Preparation of α-Na 5 [AlW 12 O 40 ]. A 65.9 g sample of Na 5 [AlW 12 O 40 ] (mixture of α and β isomers) was dissolved in 130 mL of water. P of solution
H was adjusted to about 6 with 0.75M Na 2 CO 3 (15.0 mL). The solution was heated to reflux for 3 days: by 27 Al NMR spectrum, 72.1 pp
resonance at m (alpha isomer) accounted for about 95% [AlW 12 O 40] 5- of the solution.
After cooling to room temperature, the solution was concentrated by rotary evaporation until precipitation started to form and cooled to 5 ° C in the refrigerator. The product was collected on a coarse glass frit and air dried. Yield: 32.24 g (48.9%). 183 W NMR, δ: -107.5 ppm. 27
Al NMR, δ: 72.1 ppm (Δv 1/2 = 0.93 Hz). IR (KBr
Pellets): 955, 883, 799, 758, 534 and 498 cm -1 . Analysis result: Calculated value (measured value) for Na 5 [AlW 12 O 40 ] .13H 2 O: H0.
81 (0.78) W68.47 (68.22) Al0.84 (0.88), Na
3.57 (3.39).

【0040】 C.高pH値でのH5[AlW1240]の安定性。pH5で[SiW12404 - に室温で迅速に加水分解される[SiW11398-の安定性とは大きく異なり
、実施例IBのデータは、[AlW12405-が、pH6、100℃の条件下、
少なくとも3日間安定であることを示している。
[0040]   C. H at high pHFive[AlW12O40] Stability. At pH 5 [SiW12O40]Four - Rapidly hydrolyzes at room temperature [SiW11O39]8-Very different from the stability of
The data for Example IB is [AlW12O40]Five-However, under the conditions of pH 6 and 100 ° C,
It is stable for at least 3 days.

【0041】 D.β−Na5[AlW1240]の単離。粗製H5[AlW1240](100g
、0.0321モル)を、水60mLに溶解し、中フリットにより濾過した。0
.75M Na2CO3(116mL、0.087モル)の溶液をピペットにより
滴下することにより、酸を最終pH2.4まで中和した。この溶液を、沈殿が形
成し始めるまで真空濃縮し、5℃まで冷却した。生成物を、中ガラスフリット上
に集め、自然乾燥した。IR分光分析により不純物であると判定された第一収量
物(7.15g)を捨てた。第二収量物(40.02g、39%)は、ほとんど
β−[AlW12405-(90% β 27Al NMR、10%α異性体)で
あった。IR(KBrペレット):966(m)、893(m)、799(s)
、757(s)、545(w)及び481(w)cm-1。分析結果:Na5[A
lW1240]・13H2Oについての計算値(実測値):H0.81(0.77
)W68.47(68.25)Al0.84(0.87)Na3.57(3.4
0)。
D. Isolation of β-Na 5 [AlW 12 O 40 ]. Crude H 5 [AlW 12 O 40 ] (100 g
, 0.0321 mol) in 60 mL of water and filtered through a medium frit. 0
. The acid was neutralized to a final pH of 2.4 by pipetting a solution of 75M Na 2 CO 3 (116 mL, 0.087 mol). The solution was concentrated in vacuo until a precipitate began to form and cooled to 5 ° C. The product was collected on a medium glass frit and air dried. The first crop (7.15 g) judged to be an impurity by IR spectroscopy was discarded. The second crop (40.02 g, 39%) was mostly β- [AlW 12 O 40 ] 5− (90% β 27 Al NMR, 10% α isomer). IR (KBr pellet): 966 (m), 893 (m), 799 (s)
, 757 (s), 545 (w) and 481 (w) cm -1 . Analysis result: Na 5 [A
Calculated value (measured value) for 1W 12 O 40 ] · 13H 2 O: H0.81 (0.77
) W68.47 (68.25) Al0.84 (0.87) Na3.57 (3.4
0).

【0042】 E.α−K5[AlW1240]の調製。H5[AlW1240](α異性体とβ異
性体との混合物)の試料5.0gを水5mLに溶解し、飽和KCl溶液10mL
を添加した。この溶液を、バイアルに入れ、栓を付け、暗所に室温で数週間保存
した。α異性体のK+塩(溶解度がより低い)の無色結晶が、ゆっくりと形成し
た。結晶の一つを、X線結晶分析に使用した。分析結果:K5[AlW1240
・19H2Oについての計算値(実測値):H1.12(1.07)W64.6
8(64.76)Al0.79(0.78)K5.73(5.68)。
E. Preparation of α-K 5 [AlW 12 O 40 ]. A 5.0 g sample of H 5 [AlW 12 O 40 ] (mixture of α isomer and β isomer) was dissolved in 5 mL of water, and 10 mL of saturated KCl solution was dissolved.
Was added. The solution was placed in a vial, stoppered and stored in the dark at room temperature for several weeks. Colorless crystals of the K + salt of the α isomer (less soluble) formed slowly. One of the crystals was used for X-ray crystallography. Analysis result: K 5 [AlW 12 O 40 ]
· 19H 2 O Calculated for (Found): H1.12 (1.07) W64.6
8 (64.76) Al0.79 (0.78) K5.73 (5.68).

【0043】 F.α−K5[AlW1240]・17H2Oについての結晶データ。無色結晶:
寸法0.31x0.24x0.21mm、六面体P6222(a=19.07
20(1)Å、c=12.5658Å、V=3958.34(7)Å3、dc=
4.223g cm-3、Z=3)。合計25389の鏡映を、MoKα線(λ=
0.71073Å)を用いてSiemens SMARTシステムにより集め、
吸収について補正した。これらのうちの3274は、4σ(F)を超えるもので
あった。構造を、直接法により解明し、Al1、O1,O2、O3及び結晶水の
酸素原子は等方的に精製した以外は、ケギンアニオンにおける全ての原子につい
て異方性温度因子を用いたSHELXTL V5.03によるフル・マトリック
ス・最小・二乗・オン・F2法により精製した。最終精製中K(3)及びK(4
)については、部分占有率及び共通異方性パラメータを用いた。最終収束では、
143パラメータについて、R1(I>2σI)=3.42%、R2=7.45%
及びGOF=1.02であった。関連結合長さ(Å):Al(1)−O(3)、
1.742(8);W(1)−O(1)、1.910(8);W(1)−O(2
)、1.909(8);W(1)−O(3)、2.265(8);W(1)−O
(4)、1.704(8);W(1)−O(6)、1.976(8);W(2)
−O(2)、1.935(8);W(2)−O(5)、1.961(8);W(
2)−O(7)、1.710(9);W(2)−O(8)、1.896(9);
W(2)−O(9)、1.901(9);W(3)−O(10)、1.704(
8);W(3)−O(1)、1.899(8);W(3)−O(9)、1.96
4(8)。構造(多面表記)を、図3に示す。
F. Crystal data for α-K 5 [AlW 12 O 40 ] .17H 2 O. Colorless crystals:
Dimensions 0.31 x 0.24 x 0.21 mm, hexahedron P6 2 22 (a = 19.07)
20 (1) Å, c = 12.5658Å, V = 3958.34 (7) Å 3 , dc =
4.223 g cm -3 , Z = 3). A total of 25,389 reflections of MoKα rays (λ =
0.71073 Å) using the Siemens SMART system,
Corrected for absorption. Of these, 3274 exceeded 4σ (F). The structure was solved by a direct method, and the oxygen atoms of Al1, O1, O2, O3 and water of crystallization were purified isotropically. It was purified by full matrix minimum-squares-on-F 2 method by. K (3) and K (4 during final purification
), The partial occupancy and the common anisotropy parameter were used. In final convergence,
For the 143 parameters, R 1 (I> 2σI) = 3.42%, R 2 = 7.45%
And GOF = 1.02. Related bond length (Å): Al (1) -O (3),
1.742 (8); W (1) -O (1), 1.910 (8); W (1) -O (2
), 1.909 (8); W (1) -O (3), 2.265 (8); W (1) -O
(4), 1.704 (8); W (1) -O (6), 1.976 (8); W (2)
-O (2), 1.935 (8); W (2) -O (5), 1.961 (8); W (
2) -O (7), 1.710 (9); W (2) -O (8), 1.896 (9);
W (2) -O (9), 1.901 (9); W (3) -O (10), 1.704 (
8); W (3) -O (1), 1.899 (8); W (3) -O (9), 1.96.
4 (8). The structure (polyhedral notation) is shown in FIG.

【0044】 G.α−K9[AlW1139]の調製。H5[AlW1240]の試料43.76
g(14.1ミリモル;α異性体とβ異性体との混合物)を、水100mLに溶
解し、可変温度pHメータを取り付けたビーカーにおいて、60℃に加熱した。
一定に攪拌しながら、固形K2CO3・1.5H2O(42.3ミリモル、3当量
)6.97gを、ゆっくりと添加した。発泡(CO2の形成)が観察され、添加
をゆっくりと実施し、反応混合物がビーカーからオーバーフローしないようにし
た。次に、K2CO3・1.5H2O11.62g(70.5ミリモル、5当量)
を水20mLに添加して調製した溶液を、炭酸塩溶液の少なくとも75%が添加
されるまでpHを8未満に保持するように注意しながら滴下した。添加の過程で
、生成物である白色粉末が沈殿し始めた。炭酸塩溶液の最後の25%の添加中、
pHを8.5まで増加させた。最終pH値は、典型的に8〜8.25の範囲とな
った。次に、混合物を、数時間5℃に冷却した。沈殿物α−K9[AlW1139
](白色粉末)を、中多孔度ガラスフリット上に集め、水20mLづつで3回洗
浄し、自然乾燥した。収量:41.8g(92%、K5[AlW1240]及びK5 [AlVW1140]誘導体の27Al、51V及び183W NMRスペクトル基準で
100%α異性体)。α−K9[AlW1139]は水にわずかにしか(22℃で
100mLに2g)溶解しないので、再沈は実用的ではない。27Al NMR、
δ:63.3ppm(Δv1/2=1735Hz)。IR(KBrペレット)93
7、868、789、756(ショルダー)、704、524及び493cm-1 。分析結果:K9[AlW1139]・13H2Oについての計算値(実測値):H
0.80(0.77)W62.05(61.87)Al0.83(0.78)K
10.80(10.92)。
G. Preparation of α-K 9 [AlW 11 O 39 ]. Sample 43.76 of H 5 [AlW 12 O 40 ].
g (14.1 mmol; mixture of α and β isomers) was dissolved in 100 mL of water and heated to 60 ° C. in a beaker equipped with a variable temperature pH meter.
With constant stirring, 6.97 g of solid K 2 CO 3 .1.5H 2 O (42.3 mmol, 3 eq) was added slowly. Foam (formation of CO 2) was observed, slowly carried addition, the reaction mixture was not allowed to overflow from the beaker. Next, 11.62 g (70.5 mmol, 5 equivalents) of K 2 CO 3 .1.5H 2 O
To 20 mL of water was added dropwise, being careful to keep the pH below 8 until at least 75% of the carbonate solution was added. During the course of the addition, the product, a white powder, began to precipitate. During the last 25% addition of carbonate solution,
The pH was increased to 8.5. Final pH values typically ranged from 8 to 8.25. Then the mixture was cooled to 5 ° C. for several hours. Precipitate α-K 9 [AlW 11 O 39
] (White powder) was collected on a medium porosity glass frit, washed 3 times with 20 mL each of water and air dried. Yield: 41.8 g (92%, 100% α isomer based on 27 Al, 51 V and 183 W NMR spectrum standards of K 5 [AlW 12 O 40 ] and K 5 [AlVW 11 O 40 ] derivatives). Reprecipitation is not practical because α-K 9 [AlW 11 O 39 ] is only slightly soluble in water (2 g in 100 mL at 22 ° C.). 27 Al NMR,
δ: 63.3 ppm (Δv 1/2 = 1735 Hz). IR (KBr pellet) 93
7, 868, 789, 756 (shoulder), 704, 524 and 493 cm -1 . Analysis result: Calculated value (measured value) for K 9 [AlW 11 O 39 ] .13H 2 O: H
0.80 (0.77) W62.05 (61.87) Al0.83 (0.78) K
10.80 (10.92).

【0045】 H.α−K6[Al(AlIIIOH2)W1139]の調製。α−K9[AlW11 39 ]の試料5.18g(1.58ミリモル)を、水15mLに加えて攪拌し、塩
化アルミニウム六水和物(AlCl3・6H2O、0.38g、1.5ミリモル)
を水5mLに溶解した溶液を、ピペットにより迅速に添加した。室温で15分間
攪拌後、混合物を、溶液が透明になるまで温水(60℃)浴中で攪拌した(約5
分)。溶液の最終pHは、6.7であった。この溶液を、室温まで冷却し、中ガ
ラスフリットにより濾過し、結晶が形成するまで5℃に冷却した。結晶を集め、
粗粒フリット上で乾燥させた。収量:3.77g(75%)。183W NMR(
図6C)、δ(積分):−60.7(2)、−103.2(2)、−132.0
(1)、−142.9(2)、−152.0(2)、−205.1(2)。27
l NMR、δ:74.3(Δv1/2=78.5Hz)及び8.8ppm(Δv1 /2 =205.5Hz)。IR(KBrペレット):948(m)、876(s)
、799(s)、765(m)、735(sh)、685(w)、531(w)
及び497(w)cm-1。分析結果:K6[Al(AlOH2)W1139]・15
2Oについての計算値(実測値):H0.94(0.87)W63.10(6
2.80)Al1.68(1.62)K7.32(7.04)。
[0045]   H. α-K6[Al (AlIIIOH2) W11O39] Preparation of α-K9[AlW11O 39 5.18 g (1.58 mmol) of the sample] was added to 15 mL of water and stirred to form a salt.
Aluminum chloride hexahydrate (AlCl3・ 6H2O, 0.38 g, 1.5 mmol)
Was dissolved in 5 mL of water, and the solution was quickly added by a pipette. 15 minutes at room temperature
After stirring, the mixture was stirred in a warm water (60 ° C) bath until the solution became clear (about 5
Minutes). The final pH of the solution was 6.7. The solution is cooled to room temperature and neutralized.
Filter through a lath frit and cool to 5 ° C. until crystals form. Collect crystals,
Dried on coarse frit. Yield: 3.77 g (75%).183W NMR (
FIG. 6C), δ (integral): −60.7 (2), −103.2 (2), −132.0.
(1), -142.9 (2), -152.0 (2), -205.1 (2).27A
l NMR, δ: 74.3 (Δv1/2= 78.5 Hz) and 8.8 ppm (Δv1 / 2 = 205.5 Hz). IR (KBr pellet): 948 (m), 876 (s)
, 799 (s), 765 (m), 735 (sh), 685 (w), 531 (w)
And 497 (w) cm-1. Analysis result: K6[Al (AlOH2) W11O39] ・ 15
H2Calculated value for O (actually measured value): H 0.94 (0.87) W 63.10 (6
2.80) Al 1.68 (1.62) K7.32 (7.04).

【0046】 I.K7[AlVIV1140]の調製。硫酸バナジル三水和物(VOSO4・3
2O)0.39g(1.80ミリモル)を水5mLに添加して調製した溶液を
、K9[AlW1139]5.43g(1.80ミリモル)を脱イオン水10mL
に添加したスラリーにピペットにより迅速に添加した。混合物が、直ちに濃紫色
となった。溶液を10分間攪拌し、中ガラスフリットにより濾過した。濾液を数
時間5℃で冷却後、暗紫色結晶を集め、中フリット上で乾燥し、最小量の温水(
60℃)で再結晶した。収量:3.5g(61%)。IR(KBrペレット):
942(m)、871(m)、793(s)、761(m)、697(w)、5
37(w)、492(w)及び473(w)cm-1。分析結果:K7[AlVW1 140]・13H2Oについての計算値(実測値):H0.81(0.76)W6
2.26(62.23)Al0.83(0.69)V1.57(1.71)K8
.43(8.34)。溶液において、[AlVW11407-におけるV(IV)
イオンは、常磁性であり、NMR信号は観察されなかった。しかしながら、バナ
ジウムは、臭素元素(Br2)を添加することにより、溶液中で容易に酸化され
て反磁性V(V)となる。次に、[AlVW11406-についてスペクトルを観
察できる。183W NMR、δ(積分):−83.1(2)、−99.1(2)
、−119.5(2)、−123.0(1)、−124.0(2)及び−144
.4(2)ppm。27Al NMR、δ:72.5ppm(Δv1/2=175H
z)。51V NMR、δ:−535.5ppm(Δv1/2=220Hz)。
[0046]   I. K7[AlVIVW11O40] Preparation of Vanadyl sulfate trihydrate (VOSOFour・ 3
H2O) 0.39 g (1.80 mmol) was added to 5 mL of water to prepare a solution.
, K9[AlW11O39] 5.43 g (1.80 mmol) in 10 mL of deionized water
The slurry added to was added quickly by pipette. Mixture immediately dark purple
Became. The solution was stirred for 10 minutes and filtered through a medium glass frit. Number of filtrates
After cooling at 5 ° C. for an hour, dark purple crystals were collected, dried on a medium frit and washed with a minimum amount of warm water (
It was recrystallized at 60 ° C. Yield: 3.5 g (61%). IR (KBr pellet):
942 (m), 871 (m), 793 (s), 761 (m), 697 (w), 5
37 (w), 492 (w) and 473 (w) cm-1. Analysis result: K7[AlVW1 1 O40] ・ 13H2Calculated value for O (actual measured value): H0.81 (0.76) W6
2.26 (62.23) Al0.83 (0.69) V1.57 (1.71) K8
. 43 (8.34). In solution, [AlVW11O40]7-V (IV) at
The ions were paramagnetic and no NMR signal was observed. However, Bana
The element is bromine element (Br2), It is easily oxidized in the solution.
Becomes diamagnetic V (V). Next, [AlVW11O40]6-About the spectrum
I can guess.183W NMR, delta (integration): -83.1 (2), -99.1 (2).
, -119.5 (2), -123.0 (1), -124.0 (2) and -144.
. 4 (2) ppm.27Al NMR, δ: 72.5 ppm (Δv1/2= 175H
z).51V NMR, δ: −535.5 ppm (Δv1/2= 220 Hz).

【0047】 J.α−K5[AlVV1140]の調製。VOSO4・3H2O(0.5M溶液
12.20mL、6.1ミリモル)を、K9[AlW1139](20g、6.1
ミリモル)を水50mLに添加して調製したスラリーに滴下してK7[AlVIV
1140]の紫色溶液(約0.1M)を得た。2当量のHCl(3M溶液4mL
)を溶液に添加して、続いてのオゾンとの反応によるV(IV)からV(V)へ
の酸化により発生した水酸化物を消費させた。次に、色が明黄色に変化するまで
、オゾン流を、溶液にバブリングした。次に、酸素を溶液に数分間バブリングし
て未反応オゾンを除去し、溶液を回転蒸発させて初期容積の半分まで濃縮した。
5℃で一晩冷却後、黄色結晶α−K6[AlVW1140]を、中フリット上に集
め、自然乾燥し、最小量の熱水(80℃)で再結晶した。収量:12.95g(
66%)。IR(KBrペレット):950(m)、878(s)、794(s
)、756(s)、542(w)及び487(w)cm-1。分析結果:K6[A
lVW1140]・13H2Oについての計算値(実測値):H0.82(0.7
8)W63.02(62.97)Al0.84(0.88)V1.59(1.8
8)K7.31(7.29)。27Al NMR、δ:72.5ppm(Δv1/2
=175Hz、図4)。51V NMR、δ:−535.5ppm(Δv1/2=2
20Hz、図5)。183W NMR(図6B)、δ(積分):−83.1(2)
、−99.1(2)、−119.5(2)、−123.0(1)、−124.0
(2)、−144.4(2)ppm。
J. Preparation of α-K 5 [AlV V W 11 O 40 ]. VOSO 4 .3H 2 O (12.20 mL of 0.5 M solution, 6.1 mmol) was added to K 9 [AlW 11 O 39 ] (20 g, 6.1).
Millimoles) was added dropwise to a slurry prepared by adding 50 mL of water and K 7 [AlV IV
A purple solution of W 11 O 40 ] (about 0.1 M) was obtained. 2 eq HCl (4 mL of 3M solution
) Was added to the solution to consume the hydroxide generated by the subsequent oxidation of V (IV) to V (V) by reaction with ozone. A stream of ozone was then bubbled through the solution until the color changed to light yellow. Then oxygen was bubbled through the solution for a few minutes to remove unreacted ozone and the solution was rotary evaporated to half its initial volume.
After cooling overnight at 5 ° C., yellow crystals α-K 6 [AlVW 11 O 40 ] were collected on a medium frit, air dried and recrystallized with a minimum amount of hot water (80 ° C.). Yield: 12.95g (
66%). IR (KBr pellet): 950 (m), 878 (s), 794 (s
), 756 (s), 542 (w) and 487 (w) cm −1 . Analysis result: K 6 [A
LVW 11 O 40 ] · 13H 2 O calculated value (measured value): H0.82 (0.7
8) W63.02 (62.97) Al0.84 (0.88) V1.59 (1.8
8) K7.31 (7.29). 27 Al NMR, δ: 72.5 ppm (Δv 1/2
= 175 Hz, FIG. 4). 51 V NMR, δ: −535.5 ppm (Δv 1/2 = 2
20 Hz, FIG. 5). 183 W NMR (FIG. 6B), δ (integration): −83.1 (2).
, -99.1 (2), -119.5 (2), -123.0 (1), -124.0.
(2), -144.4 (2) ppm.

【0048】 K.α−K8[Al(MnIIOH)W1139]の調製。K9[AlW1139](
3.05ミリモル)の試料10.0gを、水100mLに添加して攪拌した。硫
酸マンガン水和物(MnSO4・H2O、0.516g、3.05ミリモル)を水
10mLに溶解後、K9[AlW1139]スラリーにピペットにより迅速に添加
した。得られた混合物を、全ての固体が溶解して金色溶液を形成するまで、水浴
中、80℃で約10分間攪拌した。溶液の最終pHは、6.3であった。室温に
冷却後、溶液を濾過後、一晩冷蔵した。生成物である褐色がかった黄色非晶質粉
末を集め、粗フリット上で乾燥した。収量:8.5g(85.7%)。生成物を
、最小量の温水で再結晶した。IR(KBrペレット):933(m)、871
(m)、796(s)、766(sh)、698(m)、526(w)及び48
6(w)cm-1。分析結果:K7[AlMnW1139]・13H2Oについての計
算値(実測値):H0.81(0.79)W62.49(62.34)Al0.
83(0.96)Mn1.70(1.44)K8.46(8.20)。
K. Preparation of α-K 8 [Al (Mn II OH) W 11 O 39 ]. K 9 [AlW 11 O 39 ] (
10.0 g of a sample (3.05 mmol) was added to 100 mL of water and stirred. Manganese sulfate hydrate (MnSO 4 .H 2 O, 0.516 g, 3.05 mmol) was dissolved in 10 mL of water and then rapidly added to the K 9 [AlW 11 O 39 ] slurry with a pipette. The resulting mixture was stirred at 80 ° C. for about 10 minutes in a water bath until all solids dissolved to form a golden solution. The final pH of the solution was 6.3. After cooling to room temperature, the solution was filtered and then refrigerated overnight. The product, a brownish-yellow amorphous powder, was collected and dried on a crude frit. Yield: 8.5 g (85.7%). The product was recrystallized with a minimum amount of warm water. IR (KBr pellet): 933 (m), 871
(M), 796 (s), 766 (sh), 698 (m), 526 (w) and 48
6 (w) cm -1 . Analysis result: Calculated value (measured value) for K 7 [AlMnW 11 O 39 ] .13H 2 O: H0.81 (0.79) W62.49 (62.34) Al0.3.
83 (0.96) Mn 1.70 (1.44) K8.46 (8.20).

【0049】 L.α−K6[Al(MnIIIOH2)W1139]の調製。K9[AlW1139
(6.1ミリモル)のうちの20gを、水100mLに添加して攪拌した。Mn
SO4・H2Oの溶液(水10mLに1.03g)を、得られたスラリーにピペッ
トにより滴下した。反応混合物を、熱水浴(70〜80℃)に添加し、溶液が透
明になるまで約10分間攪拌した。溶液のpHを、1M HCl溶液を用いて約
3に低下させ、家庭用漂白剤(Blue Ribbon(商標)、NaOCl5
.25%、漂白剤4.33g(水でほぼ半分希釈)の溶液を、pHを監視しなが
ら添加した。漂白剤約75%を添加したとき、pHが5.3に上昇し、減少しな
かった。そこで、1M HClをさらに数滴添加してpHを約3に戻した。漂白
剤を添加する過程で、溶液の色が、金黄色から濃桃紫色に変化した。溶液を、沈
殿が形成し始めるまで真空濃縮し、5℃で一晩冷蔵した。桃紫色の沈殿を粗ガラ
スフリット上に集め、真空乾燥し、最小量の温水で再結晶した。収量:12.4
5g(63%)。
L. Preparation of α-K 6 [Al (Mn III OH 2 ) W 11 O 39 ]. K 9 [AlW 11 O 39 ]
20 g of (6.1 mmol) was added to 100 mL of water and stirred. Mn
A solution of SO 4 .H 2 O (1.03 g in 10 mL of water) was added dropwise to the resulting slurry with a pipette. The reaction mixture was added to a hot water bath (70-80 ° C) and stirred for about 10 minutes until the solution became clear. The pH of the solution was lowered to about 3 with 1M HCl solution and the household bleach (Blue Ribbon ™, NaOCl5) was added.
. A 25% solution of 4.33 g of bleach (approximately half diluted with water) was added while monitoring the pH. When about 75% bleach was added, the pH rose to 5.3 and did not decrease. Therefore, a few more drops of 1M HCl were added to bring the pH back to about 3. During the process of adding the bleach, the color of the solution changed from gold yellow to deep pink purple. The solution was concentrated in vacuo until a precipitate began to form and refrigerated at 5 ° C overnight. The pink purple precipitate was collected on a crude glass frit, vacuum dried and recrystallized with a minimum amount of warm water. Yield: 12.4
5 g (63%).

【0050】 M.α−K8[Al(CoIIOH)W1139]の調製。Co(NO32・6H2 O(0.888g)をMnSO4・H2Oの代わりに使用した以外は、K8[Al
(MnIIOH)W1139]の調製と同様の操作を反復した(添加後のpHは、6
.2であった)。得られた溶液(水浴中で加熱後)は暗桃色であり、生成物は赤
色粉末であった。収量:(2収量物)7.31g(74%)。2つの収量物を、
最小量の温水(60℃)で一緒に再結晶した。再結晶物収量:3.66g(37
%)。IR(KBrペレット):952(m)、935(s)、891(s)、
798(m)、697(m)、533(w)及び486(w)cm-1。分析結果
:K7[AlCoW1139]・15H2Oについての計算値(実測値):H0.9
2(0.91)W61.73(62.26)Al0.82(0.88)Co1.
80(1.73)K8.35(8.16)。
M. Preparation of α-K 8 [Al (Co II OH) W 11 O 39 ]. K 8 [Al except that Co (NO 3 ) 2 .6H 2 O (0.888 g) was used instead of MnSO 4 .H 2 O
The same operation as the preparation of (Mn II OH) W 11 O 39 ] was repeated (pH after addition was 6
. 2). The resulting solution (after heating in a water bath) was dark pink and the product was a red powder. Yield: (2 yields) 7.31 g (74%). Two yields,
Recrystallized together with a minimum amount of warm water (60 ° C.). Recrystallized product yield: 3.66 g (37
%). IR (KBr pellet): 952 (m), 935 (s), 891 (s),
798 (m), 697 (m), 533 (w) and 486 (w) cm -1 . Analysis result: Calculated value (measured value) for K 7 [AlCoW 11 O 39 ] · 15H 2 O: H0.9
2 (0.91) W61.73 (62.26) Al0.82 (0.88) Co1.
80 (1.73) K 8.35 (8.16).

【0051】 N.α−K6[Al(CoIIIOH2)W1139]の調製。K9[AlW1139
(6.1ミリモル)のうちの20gを、水100mLに添加して攪拌した。Co
(NO32・6H2Oの溶液(水10mL中2.15g)を、得られたスラリー
にピペットにより滴下した。反応混合物を、熱水浴(70〜80℃)に添加して
、溶液が透明になるまで約10分間攪拌した。室温に冷却後、溶液を濾過し、3
M HCl4.0mLでpH2に酸性化した。溶液が暗緑色となるまでオゾン流
を溶液に通した。溶液を、沈殿が形成し始めるまで真空濃縮し、5℃で一晩冷蔵
した。結晶生成物を、粗ガラスフリット上に集め、真空乾燥し、最小量の温水で
再結晶した。収量:11.33g(58%)。183W NMR、δ(積分):+
148.5(2)、−60.3(2)、−89.7(2)、−120.6(1)
、−146.6(2)及び−149.0(2)ppm(図6A)。27Al NM
R、δ:74.7ppm。
N. Preparation of α-K 6 [Al (Co III OH 2 ) W 11 O 39 ]. K 9 [AlW 11 O 39 ]
20 g of (6.1 mmol) was added to 100 mL of water and stirred. Co
The (NO 3) 2 · 6H 2 O in solution (in water 10 mL 2.15 g), was added dropwise by pipette to the resulting slurry. The reaction mixture was added to a hot water bath (70-80 ° C) and stirred for about 10 minutes until the solution became clear. After cooling to room temperature, the solution is filtered and
Acidified to pH 2 with 4.0 mL M HCl. A stream of ozone was passed through the solution until it turned dark green. The solution was concentrated in vacuo until a precipitate began to form and refrigerated at 5 ° C overnight. The crystalline product was collected on a crude glass frit, vacuum dried and recrystallized with a minimum amount of warm water. Yield: 11.33 g (58%). 183 W NMR, δ (integration): +
148.5 (2), -60.3 (2), -89.7 (2), -120.6 (1)
, -146.6 (2) and -149.0 (2) ppm (Fig. 6A). 27 Al NM
R, δ: 74.7 ppm.

【0052】 II.[AlVW11406-での漂白 [AlVW11406-による木材パルプの脱リグニンを、数組の条件下で示し
た。漂白パルプのミクロカッパ価(TAPPI UM246)を、FT−ラマン
分光法により求め、粘度を細管粘度法により求めた(TAPPI T230 o
m−89)。
II. The [AlVW 11 O 40] 6- bleaching delignified of [AlVW 11 O 40] 6- by wood pulp, indicated by the number sets of conditions. The microkappa number (TAPPI UM246) of the bleached pulp was determined by FT-Raman spectroscopy, and the viscosity was determined by the capillary viscosity method (TAPPI T230 o.
m-89).

【0053】 第一実験条件は、0.05M[AlVW11406-を0.3M酢酸緩衝液に添
加したものに125℃で1時間、パルプコンシステンシー0.5%であった。パ
ルプの開始カッパ価は31.8であり、最終カッパ価は17.0であった。
The first experimental condition was that 0.05 M [AlVW 11 O 40 ] 6 − was added to 0.3 M acetate buffer at 125 ° C. for 1 hour at a pulp consistency of 0.5%. The starting kappa number of the pulp was 31.8 and the final kappa number was 17.0.

【0054】 第二実験条件は、0.1M[AlVW11406-を0.1Mタングステン酸ナ
トリウムを添加したもの(pHを7.5〜7.6に調整)に125℃で10時間
、パルプコンシステンシー1%又は2%、初期カッパ価31.8及び粘度31.
4mPa・sであった。コンシステンシー1%で処理した3試料は、漂白及び洗
浄後、カッパ価がそれぞれ15.0、16.4及び17.8であった。カッパ価
15.0の試料の粘度は、22.5mPa・sであった。コンシステンシー2%
での2試料は、カッパ価がそれぞれ22.0及び27.7であった。カッパ価2
2.0のパルプの粘度は、18.0mPa・Sであった。[AlVW11406- 溶液は、脱リグニン後暗褐色であり、反応中にリグニンにより還元された[Al
VW11407-が存在することが分かる。
The second experimental condition was to add 0.1 M [AlVW 11 O 40 ] 6 − to 0.1 M sodium tungstate (pH adjusted to 7.5 to 7.6) at 125 ° C. for 10 hours. , Pulp consistency 1% or 2%, initial kappa number 31.8 and viscosity 31.
It was 4 mPa · s. The three samples treated at 1% consistency had Kappa numbers of 15.0, 16.4 and 17.8 after bleaching and washing, respectively. The viscosity of the sample having a kappa number of 15.0 was 22.5 mPa · s. 2% consistency
The two samples in Table 1 had Kappa numbers of 22.0 and 27.7, respectively. Kappa value 2
The viscosity of the pulp of 2.0 was 18.0 mPa · S. The [AlVW 11 O 40 ] 6- solution was dark brown after delignification and was reduced by lignin during the reaction.
It can be seen that VW 11 O 40 ] 7− exists.

【0055】 III.酸素による[AlVW11407-の酸化 [AlVW11406-の有用な特性は、還元電位が、還元形態のアニオン[Al
VW11407-が酸素(O2)により容易に酸化されるのに十分に負であること
である。0.001M[AlVW11407-を0.01Mタングステン酸ナトリ
ウム二水和物に添加して調製した溶液(pHを7に調整)を、酸素でパージ(O 2 を溶液に3分間バブリングすることにより)し、酸素層でガスシールした後、
ステンレス製圧力容器内部のテフロンライナーに密封した。溶液を200℃で9
0分間加熱した後、圧力容器から取り出した。最初濃紫色であった溶液が、明黄
色となり、最初存在していた還元アニオン[AlVW11407-(紫色)が[A
lVW11406-(黄色)に酸化されたことが分かる。沈殿は、観察されなかっ
た。酸化の程度を、紫外−可視分光測定(540nm)により定量した。[Al
VW11407-の少なくとも95%は、[AlVW11406-に酸化された。
[0055] III. With oxygen [AlVW11O40]7-Oxidation of [AlVW11O40]6-The useful property of is that the reduction potential is such that the reduced form of the anion [Al
VW11O40]7-Is oxygen (O2) Is sufficiently negative to be easily oxidized by
Is. 0.001M [AlVW11O40]7-0.01M sodium tungstate
A solution (pH adjusted to 7) prepared by adding it to um dihydrate was purged with oxygen (O. 2 (By bubbling through the solution for 3 minutes) and gas sealing with an oxygen layer,
It was sealed in a Teflon liner inside a stainless steel pressure vessel. 9 at 200 ° C
After heating for 0 minutes, it was taken out of the pressure vessel. The solution, which was initially dark purple, is bright yellow
It became a color, and the reducing anion [AlVW] that was initially present11O40]7-(Purple) is [A
LVW11O40]6-It can be seen that it was oxidized to (yellow). No precipitation observed
It was The degree of oxidation was quantified by UV-Visible spectroscopy (540 nm). [Al
VW11O40]7-At least 95% of the [AlVW11O40]6-Was oxidized to.

【0056】 IV.[AlVW11406-及び酸素を用いた湿式酸化(鉱化) [AlVW11406-の還元電位は、[PV2Mo10405-の還元電位と同
様である(優れた湿式酸化触媒8(図7))。湿式酸化における[PV2Mo10 405-の触媒の役割は溶解有機化合物から酸素への電子の移動を容易にすること
であるので、還元電位(アニオンが電子を受容し、捨てる容易さ)は、有効性の
重要な決定要素である。還元電位は、熱力学的パラメータである。還元アニオン
の反応速度は、湿式酸化触媒としての有効性を決定するのにも重要である。[A
lVW11406-の還元電位は、[PV2Mo10405-の還元電位に類似して
いる(図7)であり、[AlVW11407-がO2により[AlVW11406-
に迅速に酸化されるので、[AlVW11406-及び[AlVW11406-の溶
液又はそれらの組み合わせは、溶解リグニン及び多糖類フラグメントの湿式酸化
触媒として効果的に作用するであろう。
[0056] IV. [AlVW11O40]6-Wet oxidation (mineralization) using oxygen and oxygen   [AlVW11O40]6-The reduction potential of [PV2MoTenO40]Five-Same as the reduction potential of
Like (excellent wet oxidation catalyst8(Fig. 7)). [PV in wet oxidation2MoTenO 40 ]Five-The role of a catalyst in Fc facilitates the transfer of electrons from dissolved organic compounds to oxygen
Therefore, the reduction potential (the ease with which the anion accepts and discards an electron) is
It is an important determinant. Reduction potential is a thermodynamic parameter. Reducing anion
The reaction rate of is also important for determining its effectiveness as a wet oxidation catalyst. [A
LVW11O40]6-The reduction potential of [PV2MoTenO40]Five-Similar to the reduction potential of
(Fig. 7), [AlVW11O40]7-Is O2By [AlVW11O40]6-
Is rapidly oxidized to [AlVW11O40]6-And [AlVW11O40]6-Melting
The liquid or a combination thereof is used for wet oxidation of dissolved lignin and polysaccharide fragments.
It will act effectively as a catalyst.

【0057】 V.[AlMnII11407-及び[AlCoII11407-のそれぞれ[Al
MnIII11406-及び[AlCoIII11406-へのオゾンによる酸化
V. [AlMn II W 11 O 40 ] 7− and [AlCo II W 11 O 40 ] 7− are each [Al
Oxidation of Mn III W 11 O 40 ] 6- and [AlCo III W 11 O 40 ] 6- by ozone

【0058】 これらの反応を、上記実施例I.Lに詳細に説明したようにして、O3(O2
)を[AlMnII11407-又は[AlCoII11407-の溶液に通じてバ
ブリングすることにより実施した。
These reactions were carried out according to the procedure described in Example I. As described in detail in L, by bubbling O 3 (in O 2 ) through a solution of [AlMn II W 11 O 40 ] 7- or [AlCo II W 11 O 40 ] 7- . .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1aは、実施例I.Aに記載のようにして調製したNa6[Al21139
(α異性体とβ異性体との混合物)の27Al NMRスペクトルである。図1b
は、実施例I.Aに記載のようにして調製したNa6[Al21139](α異性
体とβ異性体との混合物)の183W NMRスペクトルである。
FIG. 1a shows Example I. Na 6 [Al 2 W 11 O 39 ] prepared as described in A.
27 is a 27 Al NMR spectrum of (a mixture of α isomer and β isomer). Figure 1b
In Example I. 18A is a 183 W NMR spectrum of Na 6 [Al 2 W 11 O 39 ] (mixture of α isomer and β isomer) prepared as described in A. FIG.

【図2】 図2A及び図2Bは、α−H5[AlW12405-(左側)及びβ−H5[Al
12405-(右側)の27Al及び183W NMRスペクトル及び構造(多面表
記)を示す。図2Cは、α−H5[AlIII1240]及びβ−H5[AlIII1240](差込図参照)並びに[Al(H2O)63-を含有する反応混合物の27
l NMRスペクトルであり、図2A〜図2Cおいて、27Al原子(存在量10
0%:I=5/2)は、WO6八面体のWVI 1240 8-シェルの中心に位置する四
面体部位(α−[AlW12405-、Δv1/2=0.9Hz、27Al NMR信
号)又はプソイド四面体部位(β−[AlW12405-、Δv1/2=5.1Hz
)を占有する。
2A and 2B show α-H 5 [AlW 12 O 40 ] 5- (left side) and β-H 5 [Al.
27 Al and 183 W NMR spectra and structure (polyhedral notation) of W 12 O 40 ] 5- (right side) are shown. FIG. 2C contains α-H 5 [Al III W 12 O 40 ] and β-H 5 [Al III W 12 O 40 ] (see inset) and [Al (H 2 O) 6 ] 3− . 27 A of reaction mixture
2A to 2C are 27 Al atoms (abundance 10%).
0%: I = 5/2) is a tetrahedral site (α- [AlW 12 O 40 ] 5- , Δv 1/2 = 0 located at the center of W VI 12 O 40 8- shell of WO 6 octahedron. 2.9 Hz, 27 Al NMR signal) or pseudo-tetrahedral site (β- [AlW 12 O 40 ] 5- , Δv 1/2 = 5.1 Hz
) Occupy.

【図3】 X線結晶学法により求めたα−[AlW12405-の構造(多面表記)である
FIG. 3 is a structure (polyhedral notation) of α- [AlW 12 O 40 ] 5 -determined by X-ray crystallography.

【図4】 α−[AlVW11406-27Al NMRスペクトルを示す。FIG. 4 shows a 27 Al NMR spectrum of α- [AlVW 11 O 40 ] 6- .

【図5】 α−[AlVW11406-51V NMRスペクトルを示す。FIG. 5 shows a 51 V NMR spectrum of α- [AlVW 11 O 40 ] 6- .

【図6】 図6aは、α−[Al(CoIIOH2)W11396-183W NMRスペクト
ルを示す。図6bは、α−[AlVW11406-183W NMRスペクトルを
示す。図6cは、α−[Al(AlOH2)W11396-183W NMRスペク
トルを示す。
FIG. 6a shows a 183 W NMR spectrum of α- [Al (Co II OH 2 ) W 11 O 39 ] 6- . FIG. 6b shows the 183 W NMR spectrum of α- [AlVW 11 O 40 ] 6- . FIG. 6c shows the 183 W NMR spectrum of α- [Al (AlOH 2 ) W 11 O 39 ] 6- .

【図7】 [PV2Mo10405-(pH4)の電解質水溶液、[SiVW11405-
電解質水溶液、[AlVW11406-の電解質水溶液及び二酸素(O2)の還元
電位(ボルト対標準水素参照電極、NHE)とpHとの関係を示し、POMアニ
オンのおおよその安定性範囲が水平線により示されている。
FIG. 7: [PV 2 Mo 10 O 40 ] 5- (pH 4) electrolyte aqueous solution, [SiVW 11 O 40 ] 5- electrolyte aqueous solution, [AlVW 11 O 40 ] 6- electrolyte aqueous solution, and dioxygen (O 2 ) Reduction potential (volt vs. standard hydrogen reference electrode, NHE) vs. pH and the approximate stability range of the POM anion is indicated by the horizontal line.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V N,YU,ZW (72)発明者 ウェインストック,イラ エイ アメリカ合衆国 ジョージア州 30329、 アトランタ、ブリアヴィスタ・ウェイ 144 (72)発明者 カーワン,ジェニファー ジェイ アメリカ合衆国 ジョージア州 30033、 ディケイター、ヴァレイ・ブルック・クロ ッシング 330 (72)発明者 ライナー,リチャード エス アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 53704、マディソン、ドワイト・ドライヴ 4406、アパートメント 4 (72)発明者 ヒル,クレイグ エル アメリカ合衆国 ジョージア州 30345、 アトランタ、クレイヴィー・ドライヴ 2941 Fターム(参考) 4L055 AD07 AD08 AD09 AD10 AD11 AD17 BB17 BB18 BB19 BB20 BB21 EA25 EA29 EA31 FA22 FA30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries 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, SZ, UG, ZW), EA (AM , AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM) , AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, E E, ES, FI, GB, GE, GH, GM, HR, HU , ID, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, M D, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL , PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, V N, YU, ZW (72) Inventor Wayne Stock, Iraei             United States Georgia 30329,             Atlanta, Bria Vista Way             144 (72) Inventor Carwan, Jennifer Jay             30033, Georgia, USA             Decayer, Valley Brooke Crow             Singing 330 (72) Inventor Liner, Richard S             Wisconsin, United States             53704, Madison, Dwight Drive               4406, apartment 4 (72) Inventor Hill, Craig El             United States Georgia 30345,             Atlanta, Cravie Drive             2941 F term (reference) 4L055 AD07 AD08 AD09 AD10 AD11                       AD17 BB17 BB18 BB19 BB20                       BB21 EA25 EA29 EA31 FA22                       FA30

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】リグノセルロース系繊維の脱リグニン方法であって、 a)式[AllmMonoNbpTaq(TM)rsx-(式中、lは1〜6で
あり、mは0〜18であり、nは0〜40であり、oは0〜40であり、pは0
〜10であり、qは0〜10であり、rは0〜9であり、TMはd電子含有遷移
金属イオンであり(但し、l+m+n+o+p+q≧4)、sはx>0を満足す
るのに十分大きい数である)で表されるアルミニウムヘテロ原子を有するポリオ
キソメタレート錯体と、リグノセルロース系繊維配合物とを混ぜ合わせる工程で
あって、得られた配合物がpH6〜11且つコンシステンシー1〜20%である
工程と、 b)得られた配合物を、温度制御及び圧力制御容器中、ポリオキソメタレート
が還元され且つ脱リグニンが生じる温度及び時間の条件下で加熱する工程と、 を含んでなる方法。
1. A method for delignification of lignocellulosic fibers, comprising: a) a formula [Al 1 V m Mn W o Nb p Ta q (TM) r O s ] x- (where l is 1 to 1). 6, m is 0 to 18, n is 0 to 40, o is 0 to 40, and p is 0.
-10, q is 0-10, r is 0-9, TM is a d-electron-containing transition metal ion (provided that l + m + n + o + p + q ≧ 4), and s is sufficient to satisfy x> 0. A large number) and a polyoxometallate complex having an aluminum heteroatom represented by a lignocellulosic fiber formulation, wherein the resulting formulation has a pH of 6-11 and a consistency of 1- 20%; and b) heating the resulting formulation in a temperature and pressure controlled vessel under conditions of temperature and time at which polyoxometallate is reduced and delignification occurs. How to be.
【請求項2】前記ポリオキソメタレートが、[Allm(TM)nopx - (式中、lは1〜2であり、mは0〜6であり、nは0〜3であり、oは0〜
12であり、TMはd電子含有遷移金属イオンであり(但し、l+m+n+o=
12又は13)、pはx>0を満足するのに十分大きい数である)である、請求
項1に記載の方法。
2. The polyoxometallate is [AllVm(TM)nWoOp]x - (In the formula, 1 is 1 to 2, m is 0 to 6, n is 0 to 3, and o is 0 to
12 and TM is a d-electron-containing transition metal ion (provided that 1 + m + n + o =
12 or 13), p is a number large enough to satisfy x> 0),
The method according to Item 1.
【請求項3】前記ポリオキソメタレートが、[AlVW11406-である、
請求項1に記載の方法。
3. The polyoxometallate is [AlVW 11 O 40 ] 6- .
The method of claim 1.
【請求項4】前記pHが、6〜9である、請求項1に記載の方法。4. The method according to claim 1, wherein the pH is 6-9. 【請求項5】前記リグノセルロース系材料が、リグノセルロース系パルプ、
木部繊維及び木材パルプのうちの少なくとも一つである、請求項1に記載の方法
5. The lignocellulosic material is a lignocellulosic pulp,
The method according to claim 1, which is at least one of wood fiber and wood pulp.
【請求項6】前記還元ポリオキソメタレート錯体を、空気、酸素、過酸化水
素、有機及びオゾンからなる群から選択される酸化剤により再酸化する、請求項
1に記載の方法。
6. The method of claim 1, wherein the reduced polyoxometallate complex is reoxidized with an oxidant selected from the group consisting of air, oxygen, hydrogen peroxide, organic and ozone.
【請求項7】前記酸化剤が、酸素である、請求項6に記載の方法。7. The method of claim 6, wherein the oxidant is oxygen. 【請求項8】前記還元ポリオキソメタレート錯体を、有機過酸化物又は無機
過酸化物により再酸化する、請求項1に記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the reduced polyoxometallate complex is reoxidized with an organic peroxide or an inorganic peroxide.
【請求項9】リグノセルロース系材料のポリオキソメタレート処理中に溶解
したリグニン及び多糖類フラグメントの酸化的分解方法であって、 a)リグノセルロース系配合物を得る工程と、 b)前記配合物を、式[AllmMonoNbpTaq(TM)rsx-(式中
、lは1〜6であり、mは0〜18であり、nは0〜40であり、oは0〜40
であり、pは0〜10であり、qは0〜10であり、rは0〜9であり、TMは
d電子含有遷移金属イオンであり(但し、l+m+n+o+p+q≧4)、sは
x>0を満足するのに十分大きい数である)で表されるポリオキソメタレートの
溶液とを混合し、前記配合物のコンシステンシーを1〜20%とする工程であっ
て、 前記配合物を脱リグニンし、ポリオキソメタレートを還元し、前記配合物中の
リグニン及び多糖類フラグメントを溶解し、ポリオキソメタレートと溶解リグニ
ン及び多糖類フラグメントとを含有する液を得る工程と、 c)ガス状酸化剤の存在下で前記液を加熱して、前記ポリオキソメタレートが
酸化され、前記オキシダンド及び前記ポリオキソメタレートにより溶解リグニン
及び多糖類フラグメントを揮発性有機化合物と水とに接触・酸化分解される条件
下で酸化を生じさせる工程と、 を含んでなる方法において、 i)前記加熱工程における前記酸化剤の圧力が、15〜1,000psia(
絶対圧で0.103〜6.895MPa)であり、 ii)前記加熱工程の温度が、100〜400℃であり、 iii)前記加熱工程を、最終pH1.0〜11.0で実施し、 iv)酸化時間が、0.5〜10.0時間であり、 v)加熱工程を、前記圧力に耐えることのできる容器中でおこなう、 方法。
9. A method for the oxidative degradation of lignin and polysaccharide fragments dissolved during the polyoxometallate treatment of a lignocellulosic material, comprising the steps of: a) obtaining a lignocellulosic formulation; and b) said formulation. and wherein [Al l V m Mo n W o Nb p Ta q (TM) r O s] x- ( wherein, l is 1 to 6, m is 0 to 18, n is 0 to 40 And o is 0 to 40
, P is 0 to 10, q is 0 to 10, r is 0 to 9, TM is a d-electron-containing transition metal ion (provided that 1 + m + n + o + p + q ≧ 4), and s is x> 0. A solution of a polyoxometallate represented by the formula (1) to a solution having a consistency of 1 to 20%, wherein the composition is delignified. And reducing the polyoxometallate to dissolve the lignin and the polysaccharide fragment in the formulation to obtain a liquid containing the polyoxometallate and the dissolved lignin and the polysaccharide fragment, c) Gaseous oxidation The liquid is heated in the presence of an agent to oxidize the polyoxometallate and volatilize the dissolved lignin and the polysaccharide fragment by the oxidand and the polyoxometallate. A method comprising the steps of causing oxidation under the conditions contact and oxidative degradation to objects and water, i) the pressure of said oxidizing agent in said heating step, 15~1,000Psia (
0.103-6.895 MPa in absolute pressure), ii) the temperature of the heating step is 100-400 ° C., iii) the heating step is carried out at a final pH of 1.0-11.0, iv ) The oxidation time is 0.5 to 10.0 hours, and v) the heating step is performed in a container capable of withstanding the pressure.
【請求項10】前記ポリオキソメタレートが、式[Allm(TM)no px-(式中、lは1〜2であり、mは0〜6であり、nは0〜3であり、oは
0〜12であり、TMはd電子含有遷移金属イオンであり(但し、l+m+n+
o=12又は13)、pはx>0を満足するのに十分大きい数である)で表され
るものである、請求項9に記載の方法。
10. The polyoxometallate has the formula [AllVm(TM)nWoO p ]x-(In the formula, 1 is 1 to 2, m is 0 to 6, n is 0 to 3, and o is
0 to 12, TM is a d-electron-containing transition metal ion (provided that 1 + m + n +
o = 12 or 13), and p is a number large enough to satisfy x> 0)
10. The method of claim 9, which is
【請求項11】前記ポリオキソメタレートが、式[AlVW11406-で表
されるものである、請求項9に記載の方法。
11. The method according to claim 9, wherein the polyoxometallate is represented by the formula [AlVW 11 O 40 ] 6- .
【請求項12】前記酸化剤が、酸素である、請求項9に記載の方法。12. The method of claim 9, wherein the oxidant is oxygen. 【請求項13】前記リグノセルロース系配合物が、リグノセルロース系パル
プ、木部繊維及び木材パルプのうちの少なくとも一つである、請求項9に記載の
方法。
13. The method of claim 9, wherein the lignocellulosic blend is at least one of lignocellulosic pulp, xylem fiber and wood pulp.
【請求項14】前記リグノセルロース系配合物が、木部繊維である、請求項
12に記載の方法。
14. The method of claim 12, wherein the lignocellulosic formulation is xylem fiber.
【請求項15】前記リグノセルロース系配合物が、木部パルプである、請求
項12に記載の方法。
15. The method of claim 12, wherein the lignocellulosic formulation is wood pulp.
JP2000508848A 1997-09-05 1998-09-04 Transition metal substituted tungstoaluminate complexes for delignification and waste mineralization Withdrawn JP2003514127A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5800097P 1997-09-05 1997-09-05
US60/058,000 1997-09-05
US14550498A 1998-09-02 1998-09-02
US09/145,504 1998-09-02
PCT/US1998/018462 WO1999011857A1 (en) 1997-09-05 1998-09-04 Transition-metal substituted tungstoaluminate complexes for delignification and waste mineralization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003514127A true JP2003514127A (en) 2003-04-15

Family

ID=26737121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000508848A Withdrawn JP2003514127A (en) 1997-09-05 1998-09-04 Transition metal substituted tungstoaluminate complexes for delignification and waste mineralization

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1017899A4 (en)
JP (1) JP2003514127A (en)
AU (1) AU9221398A (en)
BR (1) BR9812135A (en)
CA (1) CA2301719A1 (en)
WO (1) WO1999011857A1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2661430B1 (en) * 1990-04-30 1992-07-17 Atochem HIGH-YIELD PAPER PULP HYDROGEN PEROXIDE BLEACHING PROCESS.
US5549789A (en) * 1992-08-28 1996-08-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Oxidation of lignin and polysaccharides mediated by polyoxometalate treatment of wood pulp
US5302248A (en) * 1992-08-28 1994-04-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Delignification of wood pulp by vanadium-substituted polyoxometalates

Also Published As

Publication number Publication date
CA2301719A1 (en) 1999-03-11
EP1017899A4 (en) 2000-11-15
AU9221398A (en) 1999-03-22
EP1017899A1 (en) 2000-07-12
BR9812135A (en) 2000-07-18
WO1999011857A1 (en) 1999-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2599299C2 (en) Method of treating phosphate rock
EP2358640B1 (en) Process of preparing alkali metal titanates
CN106495200A (en) A kind of anhydrous slufuric acid salt form rare earth layered hydroxide and preparation method thereof
Haynes et al. Preparation and luminescence of selected Eu3+‐activated rare earth‐oxygen‐sulfur compounds
KR101625156B1 (en) Process of preparing titanates
Diaz-Guemes et al. Mechanism of formation of MTiO 3 (M= Sr or Ba) by the gel method
Yadav et al. Recent progress on optical properties of double perovskite phosphors
Molina et al. Bridging the opposite chemistries of tantalum and tungsten polyoxometalates
Otake et al. Electron spin resonance studies of the reduced molybdovanadophosphoric heteropoly acids. I
EP0482444A1 (en) Process for preparing zinc oxide pigments doped with metal oxides
Zhang et al. Mechanochemical processing of celestine
JPH0249248B2 (en)
JP2003514127A (en) Transition metal substituted tungstoaluminate complexes for delignification and waste mineralization
Lian et al. Synthesis and optical properties of (Gd1− x, Eux) 2O2SO4 nano-phosphors by a novel co-precipitation method
Mulkapuri et al. Carbonate encapsulation from dissolved atmospheric CO 2 into a polyoxovanadate capsule
CN100354207C (en) Method for producing alkaline earth sulphate nanoparticles
US2006342A (en) Process of making anhydrite
US4639362A (en) Process for the production of magaldrate
JPH0246531B2 (en)
WO2000071247A1 (en) Equilibrated tungsten-based polyoxometalate-catalyst systems
CN109052608A (en) Sulfuric acid method titanium pigment waste water treating agent and preparation method thereof
Gaskins et al. Room temperature perovskite production from bimetallic alkoxides by ketone assisted oxo supplementation (KAOS)
US5792721A (en) Preparation of phosphomolybdovanadate polyoxoanions
CN109081857B (en) Aromatic carboxylic acid modified transition rare earth dissimilar metal embedded antimony tungstate material with energy transfer, preparation method and application
WO2020195261A1 (en) Production method for alkaline-earth metal carbonate

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060110