JP2007314521A - エポキシ化合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】オレフィン、酸素および水素を、液相中、フェナントラキノン化合物および式(1)
(式中、R1、R2、R3およびR4は、水素原子を表すかあるいは、互いに相隣り合うR1とR2、あるいはR3とR4は、それぞれ独立に、その末端で結合し、それぞれが結合しているキノンの炭素原子とともに、アルキル基もしくはヒドロキシル基で置換されていてもよいベンゼン環もしくはアルキル基もしくはヒドロキシル基で置換されていてもよいナフタレン環を表し、XおよびYは同一または互いに相異なり、酸素原子もしくはNH基を表す。)
で表される化合物からなる群から選ばれるキノイド化合物もしくはそのジヒドロ体の存在下、貴金属およびMFI構造を有する結晶性チタノシリケートに接触せしめることを特徴とするエポキシ化合物の製造方法。
【選択図】なし
Description
の化合物からなる群から選ばれるキノイド化合物もしくはそのジヒドロ体の存在下、貴金属およびMFI構造を有する結晶性チタノシリケートに接触せしめることを特徴とするエポキシ化合物の製造方法に関するものである。
また、これらの貴金属は、酸化物や水酸化物等の化合物の状態であっても良い。貴金属化合物の状態で反応器に充填し、反応条件下、反応原料中の水素により部分的あるいは全てを還元することもできる。
式(1)
(式中、R1、R2、R3およびR4は、水素原子を表すかあるいは、互いに相隣り合うR1とR2、あるいはR3とR4は、それぞれ独立に、その末端で結合し、それぞれが結合しているキノンの炭素原子とともに、アルキル基もしくはヒドロキシル基で置換されていてもよいベンゼン環もしくはアルキル基もしくはヒドロキシル基で置換されていてもよいナフタレン環を表し、XおよびYは同一または互いに相異なり、酸素原子もしくはNH基を表す。)
1)式(1)にいおいて、R1、R2、R3およびR4が、水素原子であり、XおよびYが共に酸素原子であるベンゾキノン(1A)、
2)式(1)において、R1、R2、R3およびR4が、水素原子であり、Xが酸素原子であり、YがNH基であるキノンイミン化合物(1B)、
3)式(1)において、R1、R2、R3およびR4が、水素原子であり、XおよびYがNH基であるキノンジイミン化合物(1C)。
式(1)のキノイド化合物には、下記のアントラキノン化合物(2)が含まれる。
式(2)
フェナントラキノン化合物としては、1,2-、1,4-、3,4-および9,10-フェナントラキノンが例示される。
さらに前記式(1)および(2)の化合物のジヒドロ体である下記の式(3)および(4)の化合物が例示される。
式(3)
(式中、R1、R2、R3、R4、XおよびYは、前記式(1)に関して定義されたとおり。)
逆に有機溶媒の比率が大きくなりすぎると、溶媒の回収コストが高くなるため前記のような比率が採用される。
反応器に供給する酸素と水素の分圧比は、通常、1:50〜50:1の範囲で実施される。好ましい酸素と水素の分圧比は、1:2〜10:1である。酸素と水素の分圧比(酸素/水素)が高すぎるとエポキサイドの生成速度が低下する場合がある。また、酸素と水素の分圧比(酸素/水素)が低すぎると、パラフィン副生の増大によりエポキシ化合物の選択率が低下する場合がある。本反応で用いられる酸素および水素ガスは希釈用のガスで希釈して反応を行うことができる。希釈用のガスとしては、窒素,アルゴン,二酸化炭素、メタン,エタン,プロパンがあげられる。希釈用ガスの濃度に特に制限は無いが、必要により、酸素あるいは水素を希釈して反応は行われる。
本反応における反応温度は、通常0℃〜150℃、好ましくは40℃〜90℃である。
反応温度が低すぎると反応速度が遅くなり、反応温度が高くなりすぎると副反応による副生成物が増加する。反応圧力は、特に制限は無いが、通常、ゲージ圧力で0.1 MPa〜20 MPa、好ましくは、1MPa〜10MPaである。反応圧力が低すぎると原料ガスの溶解が不十分となり、反応速度が遅くなる。反応圧力が高すぎると反応に係わる機器のコストが増大する。
本発明の生成物であるエポキシ化合物の回収は、通常の蒸留分離により行うことができる。
以下、実施例により本発明について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本反応に用いたTS-1は、ジャーナルオブキャタリシス(Journal of Catalysis) 130, (1991), 1-8に記載の方法により調製した。得られた粉末がTS-1構造を持つことは、X線回折パターンを測定することにより確認し、ICP発光分析によるチタン含量は1.3重量%であった。
同じく本反応に用いたPd/カーボンブラック(CB)触媒は、米国公開特許第2005-0014636号に記載の方法に従い、調製した。500 mLナスフラスコ中に、塩化パラジウム0.56 mmol、塩化白金0.006 mmol、ポリアクリル酸ナトリウム(分子量:1200、1.27 mmol)、塩化水素30 mmolを含む水溶液500 mLを混合し、室温、Air雰囲気下で1時間攪拌した。この混合液に室温にて20分間、水素ガスを100 mL/分で導入し、Pdコロイドを形成させた。上記のコロイド溶液に市販のCB(シースト9、東海カーボン株式会社製)6 gを加え、8時間攪拌した。攪拌終了後、ロータリーエバポレータを用いて水分を除去し、さらに50℃にて12時間真空乾燥を行った。得られた触媒前駆体粉末を窒素雰囲気下300℃で6時間焼成し、Pd/CB触媒を得た。ICP発光分析によるパラジウム含量は1.01重量%であり、白金含量は0.02重量%であった。
反応開始から5時間後に抜き出した液相および気相をガスクロマトグラフィーを用いて分析した結果、単位TS-1重量あたりのプロピレンオキサイド生成活性は6.32 mmol-PO/g-TS-1・h、プロピレン基準の選択率88%であった。
0.7 mmol/kgのアントラキノンを含む水/メタノール=20/80の溶液の代わりに、添加剤を含まない水/メタノール=20/80の溶液を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。反応開始から5時間後に抜き出した液相および気相をガスクロマトグラフィーを用いて分析した結果、単位TS-1重量あたりのプロピレンオキサイド生成活性6.45 mmol-PO/g-TS-1・h、プロピレン基準の選択率27%であった。
Claims (13)
- オレフィン、酸素および水素を、液相中、フェナントラキノン化合物および式(1)
(式中、R1、R2、R3およびR4は、水素原子を表すかあるいは、互いに相隣り合うR1とR2、あるいはR3とR4は、それぞれ独立に、その末端で結合し、それぞれが結合しているキノンの炭素原子とともに、アルキル基もしくはヒドロキシル基で置換されていてもよいベンゼン環もしくはアルキル基もしくはヒドロキシル基で置換されていてもよいナフタレン環を表し、XおよびYは同一または互いに相異なり、酸素原子もしくはNH基を表す。)
で表される化合物から選ばれるキノイド化合物もしくはそのジヒドロ体の存在下、貴金属およびMFI構造を有する結晶性チタノシリケートに接触せしめることを特徴とするエポキシ化合物の製造方法。 - MFI構造を有する結晶性チタノシリケートがTS−1である請求項1記載の製造方法。
- 貴金属がパラジウム、白金、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミウム、金またはそれらの合金もしくは混合物である請求項1記載の製造方法。
- 貴金属がパラジウムである請求項4記載の製造方法。
- オレフィンがC2〜C6のオレフィンである請求項1〜5の何れかに記載の製造方法。
- オレフィンがプロピレンである請求項6記載の製造方法。
- 液相が、アルコール、ケトン、ニトリル、エーテル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エステル、グリコールまたはそれらの混合物から選ばれる有機溶媒、水、またはこれらの混合物からなる液相である請求項1〜7の何れかに記載の製造方法。
- 有機溶媒がアルコールである請求項8に記載の製造方法。
- アルコールがメタノールである請求項8または9に記載の製造方法。
- 水または水と有機溶媒との混合物が、さらにアンモニウム塩を含む請求項8、9または10に記載の製造方法。
- アンモニウム塩が、1)硫酸イオン、硫酸水素イオン、炭酸イオン、炭酸水素イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸2水素イオン、ピロリン酸水素イオン、ピロリン酸イオン、ハロゲンイオン、硝酸イオン、水酸化物イオンもしくはC1-C10カルボン酸イオンから選ばれるアニオンと、2)アンモニウム、アルキルアンモニウム、アルキルアリールアンモニウムから選ばれるアニオンとからなる塩であるである請求項11記載の製造方法。
- アンモニウム塩がリン酸2水素アンモニウムである請求項11記載の製造方法。
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