JP2008246400A - Dehydrogenation reaction of alcohol and catalyst therefor - Google Patents

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清臣 金田
Shinji Ueno
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid catalyst for the dehydrogenation reaction using an industrially inexpensive carrier but requiring no oxidizing agent and easily separated from a product, its manufacturing method and a manufacturing method of a saturated carbonyl compound by the dehydrogenation reaction of a saturated secondary alcohol compound using the catalyst. <P>SOLUTION: The solid catalyst for alcohol dehydrogenation reaction contains carrier comprising hydrotalcite represented by the general formula: [Mg<SB>8-z</SB>Al<SB>z</SB>(OH)<SB>16</SB>]<SP>z+</SP>[X<SP>n-</SP><SB>z/n</SB>]*mH<SB>2</SB>O and rhodium supported on the hydrotalcite carrier and is manufactured by adding hydrotalcite represented by the general formula to a solution of a rhodium compound and stirring the obtained mixture to subject the same to solid-liquid separation and drying treatment before reducing the dried mixture. The saturated carbonyl compound is manufactured by dehydrogenating the saturated secondary alcohol compound under a condition using no oxidizing agent in the presence of the solid catalyst for alcohol dehydrogenation reaction. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はアルコールの脱水素反応用触媒、その製造方法、及び該触媒を用いたアルコールの脱水素反応に関する。   The present invention relates to an alcohol dehydrogenation catalyst, a method for producing the same, and an alcohol dehydrogenation reaction using the catalyst.

アルコールの酸化的脱水素によるカルボニル化合物の合成は、香料や医薬農薬品などの中間体を得るための有機合成上最も重要な官能基変換の一つである。従来、クロムやマンガンなどの重金属塩を用いた量論酸化試剤が用いられてきたが、これらの方法は反応後に多量の毒性の高い廃棄物を副生するなど環境面からも大きな問題となっている。これに対し、近年、環境調和型のグリーンケミストリーの観点から、分子状酸素等の酸化剤あるいは水素受容体を用いた触媒法の開発が注目されている。これまでに以下のアルコール酸化反応触媒系が報告されている(特許文献1〜2、非特許文献1)。
しかしながら、これらは均一系触媒を用いた例であり、触媒と生成物との分離が困難であるという問題を伴っている。
Synthesis of carbonyl compounds by oxidative dehydrogenation of alcohol is one of the most important functional group transformations in organic synthesis to obtain intermediates such as fragrances and pharmaceutical agricultural chemicals. Conventionally, stoichiometric oxidation reagents using heavy metal salts such as chromium and manganese have been used, but these methods have become a serious problem from the environmental viewpoint, such as by-production of a large amount of highly toxic waste after the reaction. Yes. On the other hand, in recent years, from the viewpoint of environmentally friendly green chemistry, attention has been focused on the development of a catalytic method using an oxidizing agent such as molecular oxygen or a hydrogen acceptor. The following alcohol oxidation reaction catalyst systems have been reported so far (Patent Documents 1 and 2, Non-Patent Document 1).
However, these are examples using a homogeneous catalyst, which is accompanied by a problem that it is difficult to separate the catalyst and the product.

一方、触媒と生成物との分離が容易なアルコールの酸化反応用の不均一系固体触媒も知られている。例えば、アルミナ等を担体としてパラジウムを担持させた固体触媒、ハイドロタルサイト系酸化触媒による方法、及びヒドロキシアパタイト系酸化触媒による方法が知られている(特許文献3〜6)。しかし、これらの固体触媒では、触媒と生成物との分離はろ過によって容易に実施できるが、酸素等の酸化剤あるいは水素受容体を必要とするという問題点がある。   On the other hand, a heterogeneous solid catalyst for the oxidation reaction of alcohol in which the catalyst and the product are easily separated is also known. For example, a solid catalyst in which palladium is supported using alumina or the like as a carrier, a method using a hydrotalcite-based oxidation catalyst, and a method using a hydroxyapatite-based oxidation catalyst are known (Patent Documents 3 to 6). However, in these solid catalysts, the separation of the catalyst and the product can be easily performed by filtration, but there is a problem that an oxidizing agent such as oxygen or a hydrogen acceptor is required.

また、最近では酸化剤あるいは水素受容体を用いない触媒も報告されている(非特許文献2〜6)。しかしながらこれらは大半が均一系触媒の例であること、不均一系Ru触媒の例があるが、触媒調製が多段階に渡り複雑で、且つ特殊な化合物(配位子)を必要とするといった問題点がある。   Recently, a catalyst that does not use an oxidant or a hydrogen acceptor has also been reported (Non-Patent Documents 2 to 6). However, these are mostly examples of homogeneous catalysts, and there are examples of heterogeneous Ru catalysts, but the problem is that catalyst preparation is complicated in many stages and requires special compounds (ligands). There is a point.

そこで、酸化剤を必要としないアルコールの脱水素反応用触媒として、生成物との分離の容易な固体触媒で且つ工業的に安価に利用できる担体を用いた触媒の開発が望まれていた。   Therefore, it has been desired to develop a catalyst that uses a solid catalyst that can be easily separated from a product and that can be used industrially at low cost as a catalyst for alcohol dehydrogenation reaction that does not require an oxidant.

特開昭57−108035JP-A-57-108035 特開平3−93742JP-A-3-93742 特開2000−70723JP 2000-70723 A 特開2000−086245JP2000-086245 特開2002−274852JP 2002-274852 特開2002−275116JP2002-275116 R. H. Meijer et al., J. Mol. Catal. A:Chemical,2004, 218, 29R. H. Meijer et al., J. Mol. Catal. A: Chemical, 2004, 218, 29 J. Ho Choi, N. Kim, Y. J. Shin, J. H. Park and J. Park, Tetrahedron Lett.,2004, 45, 4607J. Ho Choi, N. Kim, Y. J. Shin, J. H. Park and J. Park, Tetrahedron Lett., 2004, 45, 4607 H. Junge and M. Beller, Tetrahedron Lett., 2005, 46, 1031H. Junge and M. Beller, Tetrahedron Lett., 2005, 46, 1031 J. Zhang, G. Leitus, Y. Ben-David and D. Milstein, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 10840J. Zhang, G. Leitus, Y. Ben-David and D. Milstein, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 10840 J. van Buijtenen, J. Meuldijk et al., Organometallics, 2006, 25, 873J. van Buijtenen, J. Meuldijk et al., Organometallics, 2006, 25, 873 K. Fujita, N. Tanino and R. Yamaguchi, Org. Lett., 2007, 9(1), 109K. Fujita, N. Tanino and R. Yamaguchi, Org. Lett., 2007, 9 (1), 109

本発明は、生成物との分離が容易な固体触媒であって且つ工業的に安価に利用できる担体を用いた、酸化剤を必要としないアルコールの脱水素反応用固体触媒を提供することを目的とする。また、本発明は、このアルコールの脱水素反応用固体触媒を用いた、飽和第二級アルコール化合物の脱水素反応による飽和カルボニル化合物の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a solid catalyst for dehydrogenation reaction of an alcohol which does not require an oxidant and which uses a carrier that can be easily separated from a product and can be used industrially at low cost. And Another object of the present invention is to provide a method for producing a saturated carbonyl compound by dehydrogenation of a saturated secondary alcohol compound using the alcohol dehydrogenation solid catalyst.

本発明者らは、ハイドロタルサイト系固体触媒を鋭意検討した結果、ハイドロタルサイト担体にロジウムを担持した固体触媒を用いると、酸化剤を用いなくてもアルコール化合物の脱水素反応によるカルボニル化合物生成が進行することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies on hydrotalcite-based solid catalysts, the present inventors have found that when a solid catalyst having rhodium supported on a hydrotalcite support is used, a carbonyl compound is produced by dehydrogenation of an alcohol compound without using an oxidizing agent. As a result, the present invention has been completed.

即ち、本発明は第一に、下記一般式(I)で表わされるハイドロタルサイトからなる担体と、該ハイドロタルサイト担体に担持されたロジウムとを含むことを特徴とする、アルコール脱水素反応用固体触媒を提供する。
[Mg8-zAlz(OH)16]z+[Xn- z/n]・mH2O (I)
(式中、Zは0<Z≦4の実数であり、X n-はアニオンとその電荷を表し、nは1≦n≦4の自然数であり、mは0≦m≦12の実数である。)
That is, the present invention firstly includes a support comprising a hydrotalcite represented by the following general formula (I), and rhodium supported on the hydrotalcite support, for an alcohol dehydrogenation reaction: A solid catalyst is provided.
[Mg 8-z Al z (OH) 16 ] z + [X n- z / n ] ・ mH 2 O (I)
(In the formula, Z is a real number of 0 <Z ≦ 4, X n− represents an anion and its charge, n is a natural number of 1 ≦ n ≦ 4, and m is a real number of 0 ≦ m ≦ 12. .)

本発明は第二に、ロジウム化合物の溶液に前記ハイドロタルサイトを添加し、得られた混合物を攪拌、固液分離及び乾燥した後、水素雰囲気下で還元することを特徴とする、アルコール脱水素反応用固体触媒の製造方法を提供する。   In the second aspect of the present invention, the hydrotalcite is added to a solution of a rhodium compound, and the resulting mixture is stirred, solid-liquid separated and dried, and then reduced under a hydrogen atmosphere. A method for producing a solid catalyst for reaction is provided.

本発明は第三に、飽和第二級アルコール化合物を、前記アルコール脱水素反応用固体触媒の存在下、酸化剤を用いない条件下で脱水素することを特徴とする、飽和カルボニル化合物の製造方法を提供する。   Thirdly, the present invention provides a method for producing a saturated carbonyl compound, characterized in that a saturated secondary alcohol compound is dehydrogenated in the presence of the solid catalyst for alcohol dehydrogenation under a condition that does not use an oxidizing agent. I will provide a.

本発明の触媒は、酸化剤を必要としないアルコールの脱水素反応に優れた触媒活性を示す固体触媒である。この触媒は固体触媒であり、反応生成物と触媒を容易に分離することができるので、反応工程、装置、反応管理等を容易にすることができる。さらに、この触媒は安価に利用できるハイドロタルサイト担体を用いているので、工業的な利用に有利である。また、この触媒は、反応後に分離し回収した後の触媒活性の低下は僅かであり、繰り返しの再使用が可能である。   The catalyst of the present invention is a solid catalyst exhibiting excellent catalytic activity for alcohol dehydrogenation reaction that does not require an oxidant. Since this catalyst is a solid catalyst and the reaction product and the catalyst can be easily separated, the reaction process, apparatus, reaction management and the like can be facilitated. Furthermore, since this catalyst uses a hydrotalcite support that can be used at low cost, it is advantageous for industrial use. Further, this catalyst has a slight decrease in catalytic activity after being separated and recovered after the reaction, and can be reused repeatedly.

以下、本発明について更に詳細に説明する。
<アルコールの脱水素反応用固体触媒>
本発明のアルコールの脱水素反応用固体触媒は、ハイドロタルサイト担体と、該ハイドロタルサイト担体に担持されたロジウムとを有するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
<Solid catalyst for dehydrogenation of alcohol>
The solid catalyst for alcohol dehydrogenation of the present invention has a hydrotalcite carrier and rhodium supported on the hydrotalcite carrier.

−担体−
本発明のアルコール脱水素反応用固体触媒の担体は、ハイドロタルサイトであり、下記一般式(I)
[Mg8-zAlz(OH)16]z+[Xn- z/n]・mH2O
(式中、Zは0<Z≦4の実数であり、X n-はアニオンとその電荷を表しnは1≦n≦4の自然数であり、mは0≦m≦12の実数である。)
で表されるハイドロタルサイトが特に好適である。
-Carrier-
The solid catalyst carrier for alcohol dehydrogenation reaction of the present invention is hydrotalcite and has the following general formula (I):
[Mg 8-z Al z (OH) 16 ] z + [X n- z / n ] ・ mH 2 O
(In the formula, Z is a real number of 0 <Z ≦ 4, X n− represents an anion and its charge, n is a natural number of 1 ≦ n ≦ 4, and m is a real number of 0 ≦ m ≦ 12. )
The hydrotalcite represented by the formula is particularly preferred.

・ハイドロタルサイト
ハイドロタルサイトは塩基性層状粘土化合物の一種であり、表面塩基性、表面吸着能、中間層のアニオン交換能および基本層のカチオン交換能といった性質を有しており、広い分野で注目されている材料である。ハイドロタルサイトは工業的に容易に入手することができる。なお、ハイドロタルサイトの物性は限定されるものではない。
Hydrotalcite Hydrotalcite is a kind of basic layered clay compound, and has properties such as surface basicity, surface adsorption capacity, anion exchange capacity of the intermediate layer and cation exchange capacity of the basic layer. It is a material that is attracting attention. Hydrotalcite can be easily obtained industrially. The physical properties of hydrotalcite are not limited.

上記一般式(I)中、Zは0より大で4以下の実数であることが必要であり、好ましくは0.5〜3の実数、より好ましくは1〜2.5の実数である。   In the general formula (I), Z must be a real number greater than 0 and 4 or less, preferably a real number of 0.5 to 3, more preferably a real number of 1 to 2.5.

上記一般式(I)中、X n-はアニオンとその電荷を表すが、アニオンの種類は特に限定されるものではない。アニオンの例としては、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオンもしくはヨウ化物イオンなどのハロゲン化物イオン;炭酸イオン、炭酸水素イオン、硫酸イオン、硫酸水素イオン、硝酸イオン、過塩素酸イオン、燐酸イオン、燐酸1水素イオンもしくは燐酸2水素イオンなどの酸素酸イオン;ギ酸イオン、酢酸イオンもしくは安息香酸などの有機カルボン酸イオン;ヘキサシアノ鉄(III)酸イオンもしくはヘキサクロロ白金(IV)酸イオン等の錯イオンがあげられる。これらのうち、好ましくはハロゲン化物イオンもしくは酸素酸イオンであり、より好ましくは炭酸イオンである。 In the general formula (I), X n− represents an anion and its charge, but the type of the anion is not particularly limited. Examples of anions include halide ions such as fluoride ion, chloride ion, bromide ion or iodide ion; carbonate ion, bicarbonate ion, sulfate ion, hydrogen sulfate ion, nitrate ion, perchlorate ion, phosphate ion Oxygen acid ions such as hydrogen phosphate ion or dihydrogen phosphate ion; organic carboxylate ions such as formate ion, acetate ion or benzoic acid; complex ions such as hexacyanoferrate (III) ion or hexachloroplatinum (IV) ion Can be given. Of these, halide ions or oxyacid ions are preferred, and carbonate ions are more preferred.

上記一般式(I)中のnはアニオンの電荷を表し、nは1〜4の自然数であることが必要であり、好ましくは1〜2の自然数である。   In the general formula (I), n represents the charge of the anion, and n must be a natural number of 1 to 4, and preferably a natural number of 1 to 2.

上記一般式(I)中のmは0〜12の実数であることが必要であり、好ましくは0〜8の実数、より好ましくは0〜4の実数である。   M in the general formula (I) must be a real number of 0 to 12, preferably a real number of 0 to 8, more preferably a real number of 0 to 4.

−触媒の調製方法(無機担体へのロジウムの担持)−
ハイドロタルサイト担体へのロジウムの担持は、該ハイドロタルサイト担体にロジウムを含む溶液を接触させることにより行うことができる。
-Catalyst preparation method (supporting rhodium on inorganic support)-
The rhodium can be supported on the hydrotalcite carrier by bringing the hydrotalcite carrier into contact with a solution containing rhodium.

具体的には、本発明のアルコール脱水素反応用固体触媒は、例えば、ロジウム化合物を溶媒に溶解させ、得られる溶液にハイドロタルサイトを添加し、攪拌して、ロジウムを当該担体に担持させた後、固液分離・乾燥して、水素雰囲気下で還元して得ることができる。この担持反応は、典型的には20〜40℃の温度条件下、1〜16時間で行われる。   Specifically, in the solid catalyst for alcohol dehydrogenation reaction of the present invention, for example, a rhodium compound is dissolved in a solvent, hydrotalcite is added to the resulting solution, and the rhodium is supported on the carrier by stirring. Thereafter, it can be obtained by solid-liquid separation / drying and reduction under a hydrogen atmosphere. This supporting reaction is typically performed at a temperature of 20 to 40 ° C. for 1 to 16 hours.

こうして、通常、ロジウムがハイドロタルサイト担体に担持されたアルコール脱水素反応用固体触媒が得られる。   Thus, a solid catalyst for alcohol dehydrogenation reaction in which rhodium is supported on a hydrotalcite carrier is usually obtained.

上記担持反応に用いる溶媒は、ロジウムの化合物を溶解するものであれば特に制限されないが、エタノール、メタノール、水、或いはこれらの混合物が好適である。   The solvent used for the supporting reaction is not particularly limited as long as it dissolves a rhodium compound, but ethanol, methanol, water, or a mixture thereof is preferable.

ロジウム化合物としては、担持反応工程に使用する溶媒に可溶性であれば特に限定されないが、塩化物、臭化物、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、酢酸塩等の塩の他、ヘキサアンミンロジウム塩化物、ビス(エチレンジアミン)ロジウム塩化物、トリス(2,4−ペンタンジオナト)ロジウム、ジクロロビス(1,5−シクロオクタジエン)二ロジウム、ジクロロビス{(2,2,1)−ビシクロヘプタ−2,5−ジエン}二ロジウム、(2,4−ペンタンジオナト)ジカルボニルロジウム、(2,4−ペンタンジオナト)ジエチレンロジウム、ヒドリドカルボニルトリストリフェニルホスフィンロジウム等の錯体が使用でき、塩化物、臭化物、ジクロロビス(1,5−シクロオクタジエン)二ロジウムが好ましい。   The rhodium compound is not particularly limited as long as it is soluble in the solvent used in the supporting reaction step. In addition to salts such as chloride, bromide, nitrate, sulfate, perchlorate and acetate, hexaammine rhodium chloride Bis (ethylenediamine) rhodium chloride, tris (2,4-pentanedionato) rhodium, dichlorobis (1,5-cyclooctadiene) dirhodium, dichlorobis {(2,2,1) -bicyclohepta-2,5 -Diene} dirhodium, (2,4-pentanedionato) dicarbonylrhodium, (2,4-pentanedionato) diethylenerhodium, hydridocarbonyltristriphenylphosphinerhodium, and other complexes can be used, such as chloride, bromide, Dichlorobis (1,5-cyclooctadiene) dirhodium is preferred.

前記担体1g当たりのロジウムの担持量は、特に制限されないが、ロジウム元素に換算して、通常、1.0μmol〜2mmol、好ましくは100μmol〜2mmolである。   The supported amount of rhodium per 1 g of the carrier is not particularly limited, but is usually 1.0 μmol to 2 mmol, preferably 100 μmol to 2 mmol in terms of rhodium element.

−アルコールの脱水素によるカルボニル化合物生成反応−
アルコール脱水素反応用固体触媒の存在下で、アルコール化合物を脱水素することにより、カルボニル化合物を生成させることができる。
-Carbonyl compound formation reaction by dehydrogenation of alcohol-
A carbonyl compound can be produced by dehydrogenating an alcohol compound in the presence of a solid catalyst for alcohol dehydrogenation reaction.

特に、アルコール脱水素反応用固体触媒の存在下で、飽和第二級アルコール化合物を脱水素することにより、飽和カルボニル化合物を製造することができる。本脱水素反応は、好ましくは溶媒中で行われる。反応は通常、アルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲気中で行われる。酸素含有ガス等の酸化剤の使用は必要ではない。   In particular, a saturated carbonyl compound can be produced by dehydrogenating a saturated secondary alcohol compound in the presence of a solid catalyst for alcohol dehydrogenation reaction. This dehydrogenation reaction is preferably performed in a solvent. The reaction is usually carried out in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen. The use of an oxidant such as an oxygen-containing gas is not necessary.

例えば、シクロヘキサノールの脱水素によるカルボニル化合物生成反応では、ロジウム担持ハイドロタルサイト触媒を用いることにより、シクロヘキサノンを収率92%で得ることができる。   For example, in a carbonyl compound generation reaction by dehydrogenation of cyclohexanol, cyclohexanone can be obtained in a yield of 92% by using a rhodium-supported hydrotalcite catalyst.

飽和第二級アルコール化合物としては、鎖状(直鎖、分岐)でも環状でもよく、具体的には、鎖状ではイソプロパノール、2−ブタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、2−デカノール、2−ドデカノール等の第二級アルカノール、環状では、シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロオクタノール、シクロデカノール、シクロドデカノール、2−アダマンタノール等のシクロアルコールが挙げられる。これらを脱水素することにより対応する飽和カルボニル化合物を製造することができる。   The saturated secondary alcohol compound may be linear (straight chain, branched) or cyclic. Specifically, in the linear form, isopropanol, 2-butanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-hexanol, Secondary alkanols such as 3-hexanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 2-octanol, 3-octanol, 4-octanol, 2-decanol, 2-dodecanol, and the like are cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol , Cycloheptanol, cyclooctanol, cyclodecanol, cyclododecanol, 2-adamantanol and other cycloalcohols. By dehydrogenating them, the corresponding saturated carbonyl compound can be produced.

好ましい実施形態では、飽和第二級アルコール化合物を、酸化剤又は酸素雰囲気を用いることなくアルコール脱水素反応用固体触媒の存在下で飽和カルボニル化合物を生成させればよい。   In a preferred embodiment, the saturated secondary alcohol compound may be produced in the presence of a solid catalyst for alcohol dehydrogenation without using an oxidizing agent or an oxygen atmosphere.

本発明の触媒は、反応物であるアルコール化合物に対してロジウムとして、通常、0.01〜20モル%の間で用いられ、好ましくは0.1〜10モル%の範囲で用いられる。   The catalyst of the present invention is usually used in the range of 0.01 to 20 mol%, preferably 0.1 to 10 mol%, as rhodium with respect to the alcohol compound as a reactant.

本発明のアルコール脱水素反応は、無溶媒または好ましくは溶媒存在下で行われる。用いる溶媒は反応物を溶解するものであれば特に制限はないが、ベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの有機溶媒が好適であり、メチルシクロヘキサン溶媒が特に好ましい。   The alcohol dehydrogenation reaction of the present invention is carried out without solvent or preferably in the presence of a solvent. The solvent to be used is not particularly limited as long as it can dissolve the reaction product, but organic solvents such as benzene, cyclohexane, and methylcyclohexane are preferable, and a methylcyclohexane solvent is particularly preferable.

このアルコール脱水素反応は、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気中、通常、室温から200℃の温度領域で1〜100時間程度で行われる。   This alcohol dehydrogenation reaction is usually performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon in a temperature range of room temperature to 200 ° C. for about 1 to 100 hours.

以下に本発明の実施例を示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>
(ロジウム担持ハイドロタルサイト触媒の調製)
塩化ロジウム水和物(エヌ・イー ケムキャット(株)製)0.3mmolを水200mlに溶解させた。この溶液にMgとAlのモル比率が3:1のハイドロタルサイト([MgAl(OH)16]CO・nH2O))1.0gを添加し、9時間室温で攪拌した。その後、ろ別・乾燥してロジウム担持ハイドロタルサイト触媒1.0gを得た。
<Example 1>
(Preparation of rhodium-supported hydrotalcite catalyst)
Rhodium chloride hydrate (NEM Chemcat Co., Ltd.) (0.3 mmol) was dissolved in water (200 ml). To this solution, 1.0 g of hydrotalcite ([Mg 6 Al 2 (OH) 16 ] CO 3 .nH 2 O) having a molar ratio of Mg to Al of 3: 1 was added and stirred at room temperature for 9 hours. Thereafter, filtration and drying were performed to obtain 1.0 g of a rhodium-supported hydrotalcite catalyst.

<実施例2>
(シクロヘキサノールの脱水素反応によるシクロヘキサノンの合成)
シクロヘキサノール1mmolをアルゴン気流下メチルシクロヘキサン溶媒5mlに溶解させた。この溶液に実施例1で調製したロジウム担持ハイドロタルサイト触媒0.2gを加え、アルゴン雰囲気下、110℃で72時間攪拌した。冷却後、触媒をろ過分離した後、ろ液をメチルシクロヘキサンで希釈した。この希釈溶液を用いて、シクロヘキサノンの収率をガスクロマトグラフィー(以下、「GC」という)で測定した。投入したシクロヘキサノールに対するシクロヘキサノンの収率は92%であった。
<Example 2>
(Synthesis of cyclohexanone by dehydrogenation of cyclohexanol)
1 mmol of cyclohexanol was dissolved in 5 ml of methylcyclohexane solvent under a stream of argon. To this solution, 0.2 g of the rhodium-supported hydrotalcite catalyst prepared in Example 1 was added and stirred at 110 ° C. for 72 hours under an argon atmosphere. After cooling, the catalyst was separated by filtration, and the filtrate was diluted with methylcyclohexane. Using this diluted solution, the yield of cyclohexanone was measured by gas chromatography (hereinafter referred to as “GC”). The yield of cyclohexanone relative to the charged cyclohexanol was 92%.

<実施例3>
(シクロオクタノールの脱水素反応によるシクロオクタノンの合成)
実施例2において、シクロヘキサノールの代わりにシクロオクタノールを用い、攪拌時間を11時間とした以外は実施例2と同様にして、シクロオクタノンを得た。収率は99%以上であった。
<Example 3>
(Synthesis of cyclooctanone by dehydrogenation of cyclooctanol)
In Example 2, cyclooctanol was obtained in the same manner as in Example 2 except that cyclooctanol was used instead of cyclohexanol and the stirring time was changed to 11 hours. The yield was 99% or more.

<実施例4>
(シクロドデカノールの脱水素反応によるシクロドデカノンの合成)
実施例2において、シクロヘキサノールの代わりにシクロドデカノールを用い、攪拌時間を30時間とした以外は実施例2と同様にして、シクロドデカノンを得た。収率は89%であった。
<Example 4>
(Synthesis of cyclododecanone by dehydrogenation of cyclododecanol)
In Example 2, cyclododecanone was obtained in the same manner as in Example 2 except that cyclododecanol was used instead of cyclohexanol and the stirring time was 30 hours. The yield was 89%.

<実施例5>
(2−アダマンタノールの脱水素反応による2−アダマンタノンの合成)
実施例2において、シクロヘキサノールの代わりに2−アダマンタノールを用い、攪拌時間を30時間とした以外は実施例2と同様にして、2−アダマンタノンを得た。収率は74%であった。
<Example 5>
(Synthesis of 2-adamantanone by dehydrogenation of 2-adamantanol)
In Example 2, 2-adamantanol was obtained in the same manner as in Example 2 except that 2-adamantanol was used instead of cyclohexanol and the stirring time was 30 hours. The yield was 74%.

<実施例6>
(2-オクタノールの脱水素反応による2−オクタノンの合成)
実施例2において、シクロヘキサノールの代わりに2−オクタノールを用い、攪拌時間を48時間とした以外は実施例2と同様にして、2−オクタノンを得た。収率は66%であった。
<Example 6>
(Synthesis of 2-octanone by dehydrogenation of 2-octanol)
In Example 2, 2-octanol was obtained in the same manner as in Example 2 except that 2-octanol was used instead of cyclohexanol and the stirring time was changed to 48 hours. The yield was 66%.

<比較例1>
(ハイドロタルサイトを触媒として用いた、シクロオクタノールの脱水素反応によるシクロオクタノンの合成)
シクロオクタノール1mmolをアルゴン気流下、メチルシクロヘキサン溶媒5mlに溶解させた。この溶液に、実施例1で使用したロジウム担持前のハイドロタルサイトを触媒として0.2gを加え、アルゴン雰囲気下、110℃で10時間攪拌した。冷却後、触媒をろ過分離した後、ろ液をメチルシクロヘキサンで希釈した。この希釈溶液を用いて、シクロオクタノンの収率をGCで測定した。シクロオクタノンの収率はトレース量であった。
<Comparative Example 1>
(Synthesis of cyclooctanone by dehydrogenation of cyclooctanol using hydrotalcite as a catalyst)
1 mmol of cyclooctanol was dissolved in 5 ml of methylcyclohexane solvent under an argon stream. To this solution, 0.2 g of the hydrotalcite before loading rhodium used in Example 1 as a catalyst was added and stirred at 110 ° C. for 10 hours in an argon atmosphere. After cooling, the catalyst was separated by filtration, and the filtrate was diluted with methylcyclohexane. Using this diluted solution, the yield of cyclooctanone was measured by GC. The yield of cyclooctanone was a trace amount.

<比較例2>
(ロジウム担持フルオロアパタイト触媒を用いた、シクロオクタノールの脱水素反応によるシクロオクタノンの合成)
シクロオクタノール1mmolをアルゴン気流下、メチルシクロヘキサン溶媒5mlに溶解させた。この溶液にロジウム担持フルオロアパタイトを触媒として0.2gを加え、アルゴン雰囲気下、110℃で10時間攪拌した。冷却後、触媒をろ過分離した後、ろ液をメチルシクロヘキサンで希釈した。この希釈溶液を用いて、シクロオクタノンの収率をGCで測定した。シクロオクタノンの収率はトレース量であった。
<Comparative example 2>
(Synthesis of cyclooctanone by dehydrogenation of cyclooctanol using rhodium-supported fluoroapatite catalyst)
1 mmol of cyclooctanol was dissolved in 5 ml of methylcyclohexane solvent under an argon stream. To this solution, 0.2 g of rhodium-supported fluoroapatite was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 10 hours in an argon atmosphere. After cooling, the catalyst was separated by filtration, and the filtrate was diluted with methylcyclohexane. Using this diluted solution, the yield of cyclooctanone was measured by GC. The yield of cyclooctanone was a trace amount.

Claims (5)

下記一般式(I)で表わされるハイドロタルサイトからなる担体と、該ハイドロタルサイト担体に担持されたロジウムとを含むことを特徴とする、アルコール脱水素反応用固体触媒。
[Mg8-zAlz(OH)16]z+[Xn- z/n]・mH2O (I)
(式中、Zは0<Z≦4の実数であり、X n-はアニオンとその電荷を表し、nは1≦n≦4の自然数であり、mは0≦m≦12の実数である。)
A solid catalyst for alcohol dehydrogenation reaction, comprising a carrier comprising hydrotalcite represented by the following general formula (I) and rhodium supported on the hydrotalcite carrier.
[Mg 8-z Al z (OH) 16 ] z + [X n- z / n ] ・ mH 2 O (I)
(In the formula, Z is a real number of 0 <Z ≦ 4, X n− represents an anion and its charge, n is a natural number of 1 ≦ n ≦ 4, and m is a real number of 0 ≦ m ≦ 12. .)
ロジウム化合物の溶液に下記一般式(I)で表わされるハイドロタルサイトを添加し、得られた混合物を攪拌、固液分離及び乾燥した後、水素雰囲気下で還元することを特徴とする、請求項1記載のアルコール脱水素反応用固体触媒の製造方法。
[Mg8-zAlz(OH)16]z+[Xn- z/n]・mH2O (I)
(式中、Zは0<Z≦4の実数であり、X n-はアニオンとその電荷を表し、nは1≦n≦4の自然数であり、mは0≦m≦12の実数である。)
A hydrotalcite represented by the following general formula (I) is added to a solution of a rhodium compound, and the resulting mixture is stirred, solid-liquid separated and dried, and then reduced under a hydrogen atmosphere. 2. A process for producing a solid catalyst for alcohol dehydrogenation according to 1.
[Mg 8-z Al z (OH) 16 ] z + [X n- z / n ] ・ mH 2 O (I)
(In the formula, Z is a real number of 0 <Z ≦ 4, X n− represents an anion and its charge, n is a natural number of 1 ≦ n ≦ 4, and m is a real number of 0 ≦ m ≦ 12. .)
飽和第二級アルコール化合物を、請求項1記載のアルコール脱水素反応用固体触媒の存在下、酸化剤を用いない条件下で脱水素することを特徴とする、飽和カルボニル化合物の製造方法。   A method for producing a saturated carbonyl compound, comprising dehydrogenating a saturated secondary alcohol compound in the presence of the solid catalyst for alcohol dehydrogenation reaction according to claim 1 without using an oxidizing agent. 上記脱水素反応を溶媒中で行う、請求項3記載の製造方法。   The manufacturing method of Claim 3 which performs the said dehydrogenation reaction in a solvent. 請求項3記載の方法により製造された飽和カルボニル化合物。   A saturated carbonyl compound produced by the method according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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