JP2009285583A - Catalyst for oxidation reaction - Google Patents

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JP2009285583A
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Yoko Sakurai
陽子 櫻井
Takayuki Tashiro
貴之 田代
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst for the oxidation reaction which maintains the reactive activities for a long term and is stably usable. <P>SOLUTION: The catalyst for the oxidation reaction is comprised of heteropoly acid or its salt (A) and a salt (B) consisting of one or more of cation components selected from the group consisting of imidazolium ions, imidazolium and pyrimidinium ions and at least one of anion components selected from the group consisting of phosphoric acid anions, alkyl phosphoric acid anions, carboxylic anions, boric acid anions and alkyl boric acid anions. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は酸化反応用触媒に関する。詳しくはヘテロポリ酸系の酸化反応用触媒、その酸化反応触媒を用いた有機化合物の酸化方法に関するものである。   The present invention relates to an oxidation reaction catalyst. Specifically, the present invention relates to a heteropolyacid-based oxidation reaction catalyst and an organic compound oxidation method using the oxidation reaction catalyst.

ヘテロポリ酸またはその塩は、水酸基含有化合物とカルボキシル基含有化合物のエステ
ル化、オレフィン化合物のエポキシ化反応、水和反応、メタクリロレインの酸化反応などに有効な触媒として工業的に広く使用されている。しかしながらヘテロポリ酸またはその塩のほとんどが、水やアルコールなどの極性溶媒に可溶であり、極性溶剤を含む媒体中で触媒として用いたときには溶出が起こり、長期にわたって連続的に使用できないという問題を有していた。
Heteropolyacids or salts thereof are widely used industrially as catalysts effective for esterification of a hydroxyl group-containing compound and a carboxyl group-containing compound, epoxidation reaction of an olefin compound, hydration reaction, oxidation reaction of methacryloline, and the like. However, most of the heteropolyacids or their salts are soluble in polar solvents such as water and alcohol, and when used as a catalyst in a medium containing a polar solvent, elution occurs and cannot be used continuously for a long time. Was.

これに対して、ヘテロポリ酸またはその塩をシリカ等の無機微粒子に担持させた触媒の
調製法(特許文献1参照)、フッ素含有4級アンモニウム塩とヘテロポリ酸で処理する方法(特許文献2参照)が開示されている。
In contrast, a method for preparing a catalyst in which heteropolyacid or a salt thereof is supported on inorganic fine particles such as silica (see Patent Document 1), a method of treating with a fluorine-containing quaternary ammonium salt and a heteropolyacid (see Patent Document 2). Is disclosed.

特開2002−79088号公報JP 2002-79088 A 特開2004−868号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-868

しかしながら、いずれも反応活性が低く、工業的に使用するには問題があった。また、脱離及び溶出により触媒の耐久性が不十分であった。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、長期にわたり反応活性を維持し、安定的に使用可能である触媒の提供、及び該触媒の製造方法の提供することを目的とする。
However, all of them have low reaction activity and have a problem in industrial use. Further, the durability of the catalyst was insufficient due to desorption and elution.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a catalyst that maintains a reaction activity over a long period of time and can be used stably, and a method for producing the catalyst. Objective.

本発明者等は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、ヘテロポリ酸及び/又はその塩(A)、並びにカチオン成分がイミダゾリニウムイオン、イミダゾリウムイオンおよびピリミジニウムイオンからなる群から選ばれる1種以上であり、アニオン成分がリン酸アニオン、アルキルリン酸アニオン、カルボキシルアニオン、ホウ酸アニオンおよびアルキルホウ酸アニオンから選ばれる1種以上の組合せである塩(B)を含む必須成分とする酸化反応用触媒;その酸化反応触媒を用いた有機化合物の酸化方法である。
The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above problems, and have reached the present invention.
That is, the present invention is a heteropolyacid and / or a salt thereof (A), and the cation component is at least one selected from the group consisting of imidazolinium ion, imidazolium ion and pyrimidinium ion, and the anion component is phosphoric acid. Catalyst for oxidation reaction as an essential component containing salt (B) which is a combination of one or more selected from an anion, alkyl phosphate anion, carboxyl anion, borate anion and alkyl borate anion; Organic using the oxidation reaction catalyst This is a method for oxidizing a compound.

本発明の酸化反応用触媒は、長期にわたり反応活性を維持し、安定的に使用可能である。   The catalyst for oxidation reaction of the present invention maintains reaction activity over a long period of time and can be used stably.

本発明の触媒に用いるヘテロポリ酸(A)とは、中心元素と酸素が結合した周辺元素からなるものである。中心元素は好ましくは珪素又はリンであるが、これに限定されるものではなく、周期律表の1族〜17族の元素から選ばれた任意の一つからなることができる。 The heteropolyacid (A 0 ) used in the catalyst of the present invention is composed of a peripheral element in which a central element and oxygen are bonded. The central element is preferably silicon or phosphorus, but is not limited thereto, and may be any one selected from elements of Groups 1 to 17 of the periodic table.

中心元素としては二価のベリリウム、亜鉛、コバルト又はニッケルイオン;三価のホウ素、アルミニウム、ガリウム、鉄、セリウム、ヒ素、アンチモン、燐、ビスマス、クロム又はロジウムイオン;四価の珪素、ゲルマニウム、錫、チタン、ジルコニウム、バナジウム、硫黄、テルル、マンガン、ニッケル、白金、トリウム、ハフニウム、セリウムイオン及び他の希土類イオン;五価の燐、ヒ素、バナジウム、アンチモンイオン;六価のテルルイオン;及び七価のヨウ素イオン等を挙げることができる。これらのうち好ましいのは珪素、リンである。     Central elements include divalent beryllium, zinc, cobalt or nickel ions; trivalent boron, aluminum, gallium, iron, cerium, arsenic, antimony, phosphorus, bismuth, chromium or rhodium ions; tetravalent silicon, germanium, tin , Titanium, zirconium, vanadium, sulfur, tellurium, manganese, nickel, platinum, thorium, hafnium, cerium ions and other rare earth ions; pentavalent phosphorus, arsenic, vanadium, antimony ions; hexavalent tellurium ions; An iodine ion etc. can be mentioned. Of these, silicon and phosphorus are preferred.

酸素が結合した周辺元素としては、タングステン、モリブデン、バナジウム、ニオブ及びタンタル等の酸化物を挙げることができる。これらのうち好ましいのはタングステン、モリブデンの酸化物である。化学式としてはMxOy(Mは周辺元素、Oは酸素を表す)で示すことができ、好ましくはx=5〜15、y=30〜50である。     Examples of peripheral elements to which oxygen is bonded include oxides such as tungsten, molybdenum, vanadium, niobium, and tantalum. Of these, oxides of tungsten and molybdenum are preferable. The chemical formula can be represented by MxOy (M represents a peripheral element, O represents oxygen), and preferably x = 5 to 15 and y = 30 to 50.

中心元素と酸素が結合し12元素からなるヘテロポリ酸(A)は、「ポリオキソアニオン」、「ポリオキソ金属塩」または「酸化金属クラスター」として知られている。よく知られているアニオン類のいくつかの構造は、例えばケギン、ウエルス−ドーソン及びアンダーソン−エバンス−ペアロフ構造として知られている。
ヘテロポリ酸は、通常は700〜8,500の範囲の分子量を有し、また、その単量体だけではなく二量体錯体を含む。
A heteropolyacid (A 0 ) consisting of 12 elements in which a central element and oxygen are bonded is known as a “polyoxoanion”, “polyoxometal salt” or “metal oxide cluster”. Some structures of well-known anions are known as, for example, Keggin, Wells-Dawson and Anderson-Evans-Pairov structures.
Heteropolyacids usually have a molecular weight in the range of 700-8,500 and include not only the monomers but also dimeric complexes.

ヘテロポリ酸(A)の例としては、ケイタングステン酸(H4[SiW1240].xH2O)、リンタングステン酸 (H3[PW1240].xH2O)、 リンモリブデン酸(H3[PMo1240].xH2O)、ケイモリブデン酸(H4[SiMo1240].xH2O)、ケイバナドタングステン酸(H4+n[SiVn12-n40].xH2O)、リンバナドタングステン酸(H3+n[PVn12-n40].xH2O)、リンバナドモリブデン酸(H3+n[PVnMo12-n40].xH2O)、ケイバナドモリブデン酸(H4+n[SiVnMo12-n40].xH2O)、ケイモリブドタングステン酸(H4[SiMon12-n40].xH2O)、リンモリブドタングステン酸(H3[PMon12-n40].xH2O)(ただし、nは1〜11の整数を、xは1以上の整数を示す。)等が挙げられる。
これらのうち好ましいのはケイタングステン酸(H4[SiW1240].xH2O)、リンタングステン酸(H3[PW1240].xH2O)、リンモリブデン酸(H3[PMo1240].xH2O)、ケイモリブデン酸(H4[SiMo1240].xH2O)である。
Examples of heteropolyacids (A 0 ) include silicotungstic acid (H 4 [SiW 12 O 40 ] .xH 2 O), phosphotungstic acid (H 3 [PW 12 O 40 ] .xH 2 O), phosphomolybdic acid (H 3 [PMo 12 O 40 ] .xH 2 O), silicomolybdic acid (H 4 [SiMo 12 O 40 ] .xH 2 O), and caivanadotungstic acid (H 4 + n [SiV n W 12-n O 40 ] .xH 2 O), phosphovanad tungstic acid (H 3 + n [PV n W 12-n O 40 ] .xH 2 O), phosphovanadmolybdic acid (H 3 + n [PV n Mo 12-n O 40 ] .xH 2 O), silicovanadmolybdic acid (H 4 + n [SiV n Mo 12-n O 40 ] .xH 2 O), silicoribed tungstic acid (H 4 [SiMo n W 12-n O 40) ] .xH 2 O), phosphorus molybdate de tungstophosphoric acid (H 3 [PMo n W 12 -n O 40] .xH 2 O) ( where, n is an integer of 1 to 11, x Represents an integer of 1 or more).
Of these, silicotungstic acid (H 4 [SiW 12 O 40 ] .xH 2 O), phosphotungstic acid (H 3 [PW 12 O 40 ] .xH 2 O), and phosphomolybdic acid (H 3 [PMo] are preferred. 12 O 40 ] .xH 2 O) and silicomolybdic acid (H 4 [SiMo 12 O 40 ] .xH 2 O).

このようなヘテロポリ酸(A)の合成方法としては特に制限はなく、例えば、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化バナジウムをケイ酸、リン酸及びこれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩と混合する方法や、タングステン酸、モリブデン酸としたものをケイ酸、リン酸及びこれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩と混合する方法などがある。
ケイ酸、リン酸及びこれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩と混合する場合は、金属元素(タングステン、モリブデン及びバナジウム)とケイ素、リン原子のモル比を12対1〜13対1になるように仕込み、pH1〜pH2程度の水溶液で、5℃〜60℃で混合する。生成したヘテロポリ酸水分散液はそのまま酸化反応に使用できるが、ヘテロポリ酸触媒を一旦水溶液から単離してもよい。水溶液からヘテロポリ酸(A0)を単離するには、晶析分離する方法などがある。
それらの具体例は、「新実験化学講座8無機化合物の合成(III)」(社団法人日本化学会編、丸善株式会社発行、昭和59年8月20日、第3版)の1413頁に記載されているがこれに限定するわけではない。また、合成したヘテロポリ酸のケギン構造の確認には、化学分析のほか、X線回折、UV、IRの測定で行うことができる。
The method for synthesizing such a heteropolyacid (A 0 ) is not particularly limited. For example, a method of mixing tungsten oxide, molybdenum oxide, and vanadium oxide with silicic acid, phosphoric acid, and alkali metal salts and ammonium salts thereof, There is a method in which tungstic acid or molybdic acid is mixed with silicic acid, phosphoric acid and alkali metal salts or ammonium salts thereof.
When mixing with silicic acid, phosphoric acid and their alkali metal salts and ammonium salts, the molar ratio of metal elements (tungsten, molybdenum and vanadium) to silicon and phosphorus atoms is charged to 12: 1 to 13: 1. And an aqueous solution of about pH 1 to pH 2 and mixed at 5 to 60 ° C. The produced heteropolyacid aqueous dispersion can be used for the oxidation reaction as it is, but the heteropolyacid catalyst may be once isolated from the aqueous solution. To isolate the heteropolyacid (A0) from the aqueous solution, there is a method of crystallization separation.
Specific examples thereof are described on page 1413 of “New Experimental Chemistry Lecture 8 Synthesis of Inorganic Compounds (III)” (edited by the Chemical Society of Japan, published by Maruzen Co., Ltd., August 20, 1984, 3rd edition). However, it is not limited to this. In addition, the Keggin structure of the synthesized heteropolyacid can be confirmed by X-ray diffraction, UV and IR measurements in addition to chemical analysis.

ヘテロポリ酸塩(A)としては、上記ヘテロポリ酸(A)のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、銅塩、金塩、ガリウム塩及びアンモニウム塩が挙げられる。 Examples of the heteropolyacid salt (A 1 ) include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, copper salts, gold salts, gallium salts, and ammonium salts of the heteropolyacid (A 0 ).

アルカリ金属塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウム塩が挙げられる。アルカリ土類金属塩としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウム塩が挙げられる。その他の塩としては、銅、金、ガリウム及びアンモニウム塩が挙げられる。   Alkali metal salts include lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium salts. Alkaline earth metal salts include beryllium, magnesium, calcium, strontium and barium salts. Other salts include copper, gold, gallium and ammonium salts.

これらのヘテロポリ酸塩(A)の合成方法としては特に制限はなく、例えば、上記金属を含む酸塩、上記金属を含む水酸化物などとヘテロポリ酸(A)を混合する方法や、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化バナジウムと上記金属を含む酸塩を混合する方法などがある。 The method for synthesizing these heteropolyacid salts (A 1 ) is not particularly limited. For example, a method of mixing the heteropolyacid (A 0 ) with an acid salt containing the metal, a hydroxide containing the metal, or the like, There is a method of mixing tungsten, molybdenum oxide, vanadium oxide and an acid salt containing the above metal.

上記金属を含む酸塩としては、硝酸、硫酸、酢酸、炭酸、塩酸、炭酸水素、リン酸二水素、炭酸水素及びクエン酸のアルカリ金属、アルカリ土類金属、銅、金、ガリウム及びアンモニウム塩が挙げられる。   Acid salts containing the above metals include nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, carbonic acid, hydrochloric acid, hydrogen carbonate, dihydrogen phosphate, hydrogen carbonate and citric acid alkali metals, alkaline earth metals, copper, gold, gallium and ammonium salts. Can be mentioned.

上記金属を含む水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化ベリリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化銅及び水酸化ガリウム等が挙げられる。   Examples of the hydroxide containing the metal include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, beryllium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, Examples thereof include copper hydroxide and gallium hydroxide.

ヘテロポリ酸(A)と上記酸塩または水酸化物を、pH1〜pH2程度の水溶液で、5℃〜60℃で混合する。生成したヘテロポリ酸塩(A)の水溶液はそのまま酸化反応に使用できるが、ヘテロポリ酸塩(A)を一旦水分散液から単離してもよい。水溶液からヘテロポリ酸塩(A)を単離するには、晶析分離する方法などがある。
それらの具体例は、「新実験化学講座8無機化合物の合成(III)」(社団法人日本化学会編、丸善株式会社発行、昭和59年8月20日、第3版)の1413頁に記載されているがこれに限定するわけではない。また、合成したヘテロポリ酸塩(A1)のケギン構造の確認には、化学分析のほか、X線回折、UV、IRの測定で行うことができる。
The heteropolyacid (A 0 ) and the acid salt or hydroxide are mixed at 5 ° C. to 60 ° C. with an aqueous solution of about pH 1 to pH 2. The aqueous solution of the produced heteropolyacid salt (A 1 ) can be used for the oxidation reaction as it is, but the heteropolyacid salt (A 1 ) may be once isolated from the aqueous dispersion. In order to isolate the heteropolyacid salt (A 1 ) from the aqueous solution, there is a method of crystallization separation.
Specific examples thereof are described on page 1413 of “New Experimental Chemistry Lecture 8 Synthesis of Inorganic Compounds (III)” (edited by the Chemical Society of Japan, published by Maruzen Co., Ltd., August 20, 1984, 3rd edition). However, it is not limited to this. The Keggin structure of the synthesized heteropolyacid salt (A1) can be confirmed by X-ray diffraction, UV and IR measurements in addition to chemical analysis.

ヘテロポリ酸塩(A)の好ましい例としては、上記の好ましいヘテロポリ酸(A)のナトリウム塩、カリウム塩、バリウム塩、セシウム塩、カルシウム塩等が挙げられる。特に好ましくはケイタングステン酸のナトリウム塩、カリウム塩、リンタングステン酸のナトリウム塩、カリウム塩である。 Preferable examples of the heteropolyacid salt (A 1 ) include the sodium salt, potassium salt, barium salt, cesium salt, calcium salt and the like of the above preferable heteropolyacid (A 0 ). Particularly preferred are sodium tungstic acid sodium salt, potassium salt, phosphotungstic acid sodium salt and potassium salt.

本発明の酸化反応用触媒においては、これらのヘテロポリ酸(A)、その塩(A)を単独使用してもいいし、併用してもよい。 In the oxidation reaction catalyst of the present invention, these heteropolyacids (A 0 ) and salts thereof (A 1 ) may be used alone or in combination.

本発明の酸化反応用触媒のもう1つの必須成分である塩(B)は、カチオン成分とアニオン成分の組合せの塩であるが、そのカチオン成分は、イミダゾリニウムイオン、イミダゾリウムイオン及びピリミジニウムイオンからなる群から選ばれる1種以上である。
このイミダゾリニウムイオンとしては、1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2,4−ジエチルイミダゾリニウム、1,2−ジメチル−3,4−ジエチルイミダゾリニウム、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾリニウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリニウム、1−メチル−3−エチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリニウム、1,2,3−トリエチルイミダゾリニウム、4−シアノ−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、2−シアノメチル−1,3−ジメチルイミダゾリニウム,4−アセチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、3−アセチルメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウム、4−メチルカルボキシメチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、3−メトキシ−1,2−ジメチルイミダゾリニウム,4−ホルミル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、4−ホルミル−1,2−ジメチルイミダゾリニウム、3−ヒドロキシエチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム及び3−ヒドロキシエチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウム等が挙げられる。
The salt (B), which is another essential component of the oxidation reaction catalyst of the present invention, is a salt of a combination of a cation component and an anion component, and the cation component includes imidazolinium ions, imidazolium ions, and pyrimidides. One or more selected from the group consisting of nium ions.
Examples of the imidazolinium ion include 1,2,3-trimethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 1,3,4-trimethyl-2-ethylimidazolinium, 3-dimethyl-2,4-diethylimidazolinium, 1,2-dimethyl-3,4-diethylimidazolinium, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazolinium, 1-ethyl-3-methylimidazoli 1-methyl-3-ethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetraethylimidazolinium, 1,2,3-triethylimidazolinium, 4-cyano-1,2,3-trimethylimidazolium Ni, 2-cyanomethyl-1,3-dimethylimidazolinium, 4-acetyl-1,2,3-trimethylimidazolinium, 3-acetylmethyl 1,2-dimethylimidazolinium, 4-methylcarboxymethyl-1,2,3-trimethylimidazolinium, 3-methoxy-1,2-dimethylimidazolinium, 4-formyl-1,2,3-trimethyl Examples include imidazolinium, 4-formyl-1,2-dimethylimidazolinium, 3-hydroxyethyl-1,2,3-trimethylimidazolinium and 3-hydroxyethyl-1,2-dimethylimidazolinium. .

イミダゾリウムイオンとしては、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−メチル−3−エチルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−メチル−3−エチルイミダゾリウム、1,2,3−トリエチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−フェニルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−ベンジルイミダゾリウム、1−ベンジル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、4−シアノ−1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、3−シアノメチル−1,2−ジメチルイミダゾリウム、4−アセチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、3−アセチルメチル−1,2−ジメチルイミダゾリウム、4−カルボキシメチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、4−メトキシ−1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、4−ホルミル−1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、3−ホルミルメチル−1,2−ジメチルイミダゾリウム、3−ヒドロキシエチル−1,2−ジメチルイミダゾリウム、2−ヒドロキシエチル−1,3−ジメチルイミダゾリウム、N,N’−ジメチルベンゾイミダゾゾリム、N,N’−ジエチルベンゾイミダゾゾリム及びN−メチル−N’−エチルベンゾイミダゾリウム等が挙げられる。   Examples of imidazolium ions include 1,3-dimethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-methyl-3-ethylimidazolium, 1,2,3-trimethylimidazolium, 1,2,3, 4-tetramethylimidazolium, 1,3-dimethyl-2-ethylimidazolium, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-methyl-3-ethylimidazolium 1,2,3-triethylimidazolium, 1,2,3,4-tetraethylimidazolium, 1,3-dimethyl-2-phenylimidazolium, 1,3-dimethyl-2-benzylimidazolium, 1-benzyl -2,3-dimethylimidazolium, 4-cyano-1,2,3-trimethylimidazolium, 3-cyanomethyl Ru-1,2-dimethylimidazolium, 4-acetyl-1,2,3-trimethylimidazolium, 3-acetylmethyl-1,2-dimethylimidazolium, 4-carboxymethyl-1,2,3-trimethylimidazole 4-methoxy-1,2,3-trimethylimidazolium, 4-formyl-1,2,3-trimethylimidazolium, 3-formylmethyl-1,2-dimethylimidazolium, 3-hydroxyethyl-1, 2-dimethylimidazolium, 2-hydroxyethyl-1,3-dimethylimidazolium, N, N'-dimethylbenzimidazolazolim, N, N'-diethylbenzimidazolazolim and N-methyl-N'-ethylbenzo Examples include imidazolium.

ピリミジニウムイオンとしては、1,3−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3−トリメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム及び1−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、1−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5等が挙げられる。   The pyrimidinium ions include 1,3-dimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidinium, 1,2,3-trimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidinium and 1-methyl. -1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, 1-methyl-1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 and the like.

塩(B)のアニオン成分としては、リン酸アニオン、アルキルリン酸アニオン、カルボキシルアニオン、ホウ酸アニオン及びアルキルホウ酸アニオンが挙げられる。   Examples of the anion component of the salt (B) include a phosphate anion, an alkyl phosphate anion, a carboxyl anion, a borate anion, and an alkyl borate anion.

アルキルリン酸のアニオンとしては、アルキル基が炭素数1〜18の炭化水素基であるアルキルリン酸のアニオンが挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、オレイル基、10−ウンデセニル基、2−エチル−ヘキシル基、イソノニル基、イソデシル基、2−メチル−ウンデシル基、5−メチル−テトラデシル基、シクロヘキシル基等をアルキル基とするアルキルリン酸のアニオンが挙げられる。   As an anion of an alkyl phosphate, an anion of an alkyl phosphate whose alkyl group is a C1-C18 hydrocarbon group can be mentioned. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, Of alkyl phosphoric acid having an alkyl group such as octadecyl group, oleyl group, 10-undecenyl group, 2-ethyl-hexyl group, isononyl group, isodecyl group, 2-methyl-undecyl group, 5-methyl-tetradecyl group, cyclohexyl group, etc. Anions.

カルボキシルアニオンとしては、モノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸、芳香族カルボン酸のアニオンが挙げられる。   Examples of the carboxyl anion include monocarboxylic acid, dicarboxylic acid, tricarboxylic acid, and aromatic carboxylic acid anions.

モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸及び乳酸のアニオンが挙げられる。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、フタマル酸、マレイン酸及びリンゴ酸等が挙げられる。
トリカルボン酸としては、クエン酸、アコニット酸が挙げられる。
芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、サリチル酸、メリト酸及び桂皮酸等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、リン酸、モノカルボン酸のアニオンである。
Monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, hexadecanoic acid, heptadecanoic acid, octadecanoic acid and lactic acid Of the anion.
Examples of the dicarboxylic acid include oxalic acid, succinic acid, malonic acid, glutaric acid, adipic acid, phthalmalic acid, maleic acid and malic acid.
Examples of the tricarboxylic acid include citric acid and aconitic acid.
Examples of the aromatic carboxylic acid include benzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, salicylic acid, mellitic acid, and cinnamic acid. Of these, phosphoric acid and monocarboxylic acid anions are preferable.

アルキルホウ酸アニオンとしては、アルキル基が炭素数1〜18の炭化水素基であるアルキルホウ酸のアニオンが挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、オレイル基、10−ウンデセニル基、2−エチル−ヘキシル基、イソノニル基、イソデシル基、2−メチル−ウンデシル基、5−メチル−テトラデシル基、シクロヘキシル基等をアルキル基とするアルキルホウ酸のアニオンが挙げられる。   As an alkyl borate anion, the anion of the alkyl borate whose alkyl group is a C1-C18 hydrocarbon group is mentioned. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, Anion of alkylboric acid having an alkyl group such as octadecyl group, oleyl group, 10-undecenyl group, 2-ethyl-hexyl group, isononyl group, isodecyl group, 2-methyl-undecyl group, 5-methyl-tetradecyl group, cyclohexyl group, etc. Is mentioned.

これらのアニオン成分のうち、リン酸アニオン、カルボキシルアニオン、ホウ酸アニオンが好ましい。また、これらの併用でもよい。 Of these anion components, phosphate anions, carboxyl anions, and borate anions are preferred. These may be used in combination.

本発明の酸化反応用触媒は、酸化反応系中に(A)と(B)が存在していれば、あらかじめ(A)と(B)を混合した後に単離したものを触媒として用いてもかまわないし、(A)の水溶液又は水分散液に(B)を溶解した水溶液を用いてもよい。また、酸化反応原料の仕込み時に(A)と(B)を下記の所定の比率になるように仕込むだけでもかまわない。   The catalyst for oxidation reaction of the present invention may be used as a catalyst that has been isolated after previously mixing (A) and (B), provided that (A) and (B) are present in the oxidation reaction system. Alternatively, an aqueous solution obtained by dissolving (B) in an aqueous solution or aqueous dispersion of (A) may be used. Further, it is possible to simply charge (A) and (B) so as to have the following predetermined ratio when the oxidation reaction raw material is charged.

(A)と(B)の混合比率は、ヘテロポリ酸又はその塩(A)1当量に対し、(B)の合計が0.1〜1.5当量であり、反応活性の観点から、0.3当量以上が好ましく、耐久性の観点から、1.2当量以下が好ましい。   As for the mixing ratio of (A) and (B), the total of (B) is 0.1 to 1.5 equivalents relative to 1 equivalent of the heteropolyacid or its salt (A). 3 equivalents or more are preferable, and 1.2 equivalents or less are preferable from the viewpoint of durability.

(A)の水溶液又は水分散液を調整する場合は、ヘテロポリ酸(A)、ヘテロポリ酸塩(A)を投入して溶解、分散する方法、ヘテロポリ酸(A)の水溶液に酸塩を投入し、反応させることでヘテロポリ酸塩(A)の水溶液又は水分散体を得る方法等が挙げられる。水溶液又は水分散液の固形分濃度は通常10〜60重量%であり、好ましくは30〜50重量%である。 When preparing the aqueous solution or aqueous dispersion of (A), a method in which the heteropolyacid (A 0 ) and the heteropolyacid salt (A 1 ) are added and dissolved and dispersed, the acid salt in the aqueous solution of the heteropolyacid (A 0 ) And a method of obtaining an aqueous solution or aqueous dispersion of the heteropolyacid salt (A 1 ) by reacting and reacting. The solid content concentration of the aqueous solution or aqueous dispersion is usually 10 to 60% by weight, preferably 30 to 50% by weight.

本発明の酸化反応用触媒は通常の酸化反応に使用できる。
酸化反応の例としては、(1)反応基質としてオレフィンを用いた場合のエポキシ化、ジヒドロキシル化、ワッカー酸化、(2)反応基質としてアルコールを用いた場合のアルデヒド化あるいはケトン化、(3)反応基質としてケトンを用いた場合のエステル化、(4)反応基質としてスルフィドを用いた場合のスルホン化あるいはスルホキシド化等の酸化反応が挙げられるが、これに限定されない。
本発明の触媒は、高選択性の観点から、オレフィンのエポキシ化に特に好ましく使用できる。
The oxidation reaction catalyst of the present invention can be used for a normal oxidation reaction.
Examples of oxidation reactions include: (1) epoxidation, dihydroxylation, Wacker oxidation when using olefin as the reaction substrate, (2) aldehyde formation or ketination using alcohol as the reaction substrate, (3) Examples include, but are not limited to, esterification when a ketone is used as a reaction substrate, and (4) an oxidation reaction such as sulfonation or sulfoxidation when sulfide is used as a reaction substrate.
The catalyst of the present invention can be particularly preferably used for olefin epoxidation from the viewpoint of high selectivity.

反応基質であるオレフィンとしては、アルケン、シクロアルケンが挙げられる。アルケンとして、例えば、エテン、プロペン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、3−ヘキセン、1−ヘプテン、2−ヘプテン、1−オクテン、2−オクテン、1−デセン、1−ウンデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−イコセン、1−トリアコンテンなどの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜30程度(好ましくは2〜20程度)のアルケンなどが挙げられる。
アルケンには、アルカポリエン類(例えば、ブタジエンなどのアルカジエン等)も含まれる。
Examples of the olefin as a reaction substrate include alkenes and cycloalkenes. Examples of alkenes include ethene, propene, 1-butene, 2-butene, 1-pentene, 2-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 2-hexene, 3-hexene, 1-heptene, 2 -Linear or branched carbon such as heptene, 1-octene, 2-octene, 1-decene, 1-undecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-icocene, 1-triacontene Alkenes having a number of about 1 to 30 (preferably about 2 to 20) are listed.
Alkenes also include alkapolyenes (for example, alkadienes such as butadiene).

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

これらのアルケン、シクロアルケンは、分子内に種々の置換基を有していてもよい。
このような置換基として、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換オキシ基(例えば、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、シリルオキシ基など)、アルキレンエーテル基、メルカプト基、置換チオ基(例えば、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基など)、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基(例えば、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基など)、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、アシル基、ホルミル基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、複素環基などが挙げられる。
These alkenes and cycloalkenes may have various substituents in the molecule.
Examples of such substituents include halogen atoms, hydroxyl groups, substituted oxy groups (eg, alkoxy groups, cycloalkyloxy groups, aryloxy groups, acyloxy groups, silyloxy groups), alkylene ether groups, mercapto groups, substituted thios. Group (eg, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group, etc.), carboxyl group, substituted oxycarbonyl group (eg, alkyloxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, etc.), substituted or unsubstituted carbamoyl group, cyano group, acyl group , Formyl group, nitro group, substituted or unsubstituted amino group, cycloalkyl group, cycloalkenyl group, aryl group, heterocyclic group and the like.

置換基を有するアルケンの具体例として、例えば、スチレン、メチルスチレンなどのスチレン誘導体;アクリル酸エチルなどのα,β−不飽和エステル;アクリロニトリルなどのα,β−不飽和ニトリル;アクロレインなどのα,β−不飽和アルデヒド;アクロレインジエチルアセタールなどのα,β−不飽和アセタール;ビニルメチルケトンなどのα,β−不飽和ケトン、ポリエチレンポリオールの末端アリルエーテル化物、ポリプロピレンポリオールの末端アリルエーテル化物、ビスフェノールAのジアリルエーテル化物、ビスフェノールFのジアリルエーテル化物、水添ビスフェノールAのジアリルエーテル化物、水添ビスフェノールFのジアリルエール化物、トリアリルイソシアヌレートなどのアリル化合物;ポリエチレンポリオールの末端ビニルエーテル化物、ポリプロピレンポリオールの両末端ジビニルエーテル化物、ビスフェノールAのジビニルエーテル化物、ビスフェノールFのジビニルエーテル化物、水添ビスフェノールAのジビニルエーテル化物、水添ビスフェノールFのジビニルエーテル化物、トリビニルイソシアヌレートなどのビニル化合物;ポリエチレンポリオールの両末端ジプロペニルエーテル化物、ポリプロピレンポリオールの両末端ジプロペニルエーテル化物、ビスフェノールAのジプロペニルエーテル化物、ビスフェノールFのジプロペニルエーテル化物、水添ビスフェノールAのジプロペニルエーテル化物、水添ビスフェノールFのジプロペニルエーテル化物、トリプロペニルイソシアヌレートなどのプロペニルエーテル化合物;5−ビニルシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン、1−メチル−5−ビニルシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン、3a、4,7,7a−テトラヒドロインデン、4−ビニル−1−シクロヘキセンなどの環状化合物及びこれらの変性物(例えば、エチレングリコールやメチルハイドロジェンシロキサンで2量化したものなど)が挙げられる。好ましい有機基質には、シクロペンテン等のシクロアルケン、水添ビスフェノールAのジアリルエーテル化物、トリアリルイソシアヌレート、5−ビニルシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン、5−ビニルシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エンのエチレングリコール変性物、5−ビニルシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エンのメチルハイドロジェンシロキサン変性物が挙げられる。   Specific examples of the alkene having a substituent include, for example, styrene derivatives such as styrene and methylstyrene; α, β-unsaturated esters such as ethyl acrylate; α, β-unsaturated nitriles such as acrylonitrile; α, such as acrolein; β-unsaturated aldehyde; α, β-unsaturated acetal such as acrolein diethyl acetal; α, β-unsaturated ketone such as vinyl methyl ketone, terminal allyl etherified product of polyethylene polyol, terminal allyl etherified product of polypropylene polyol, bisphenol A Diallyl etherates, bisphenol F diallyl etherates, hydrogenated bisphenol A diallyl etherates, hydrogenated bisphenol F diallyl aleates, allyl compounds such as triallyl isocyanurate; Vinyl etherified product, polypropylene polyol both-end divinyl etherified product, bisphenol A divinyl etherified product, bisphenol F divinyl etherified product, hydrogenated bisphenol A divinyl etherified product, hydrogenated bisphenol F divinyl etherified product, trivinyl isocyanurate, etc. Vinyl compound: dipropenyl etherification product of both ends of polyethylene polyol, dipropenyl etherification product of both ends of polypropylene polyol, dipropenyl etherification product of bisphenol A, dipropenyl etherification product of bisphenol F, dipropenyl etherification product of hydrogenated bisphenol A, water Propenyl ether compounds such as dipropenyl etherified bisphenol F and tripropenyl isocyanurate; 5-vinylcyclo [ 2,2,1] hept-2-ene, 1-methyl-5-vinylcyclo [2,2,1] hept-2-ene, 3a, 4,7,7a-tetrahydroindene, 4-vinyl-1-cyclohexene And modified products thereof (for example, dimerized with ethylene glycol or methyl hydrogen siloxane). Preferred organic substrates include cycloalkenes such as cyclopentene, diallyl etherates of hydrogenated bisphenol A, triallyl isocyanurate, 5-vinylcyclo [2,2,1] hept-2-ene, 5-vinylcyclo [2,2, 1] Ethylene glycol modified product of hept-2-ene, methylhydrogensiloxane modified product of 5-vinylcyclo [2,2,1] hept-2-ene.

反応基質のアルコールとしては、1級アルコールまたは2級アルコールが用いられる。
1級アルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、1−デカノール、1−エイコサノール、3−メチル−1−ブタノール、3,3−ジメチル−1−ブタノール、4−メチル−1−ペンタノール、2−メチル−1−ペンタノール、2,2−ジメチル−1−ペンタノール、5−メチル−1−ヘキサノール、3−クロロ−1−プロパノール、ベンジルアルコール、2−フェニルエタノール及び2−(p−クロロフェニル)エタノール等のモノアルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール及びシクロヘキシレングリコールなどの2価アルコール等が挙げられる。
As the reaction substrate alcohol, primary alcohol or secondary alcohol is used.
As primary alcohol, methanol, ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-decanol, 1-eicosanol, 3-methyl-1-butanol 3,3-dimethyl-1-butanol, 4-methyl-1-pentanol, 2-methyl-1-pentanol, 2,2-dimethyl-1-pentanol, 5-methyl-1-hexanol, 3- Monoalcohols such as chloro-1-propanol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol and 2- (p-chlorophenyl) ethanol; ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, neo Pentyl glycol, cyclohexane dimethyl Dihydric alcohol, such as cyclohexanol and cyclohexylene glycol.

2級アルコールとしては、2−プロパノール、2−ブタノール、2−ペンタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−デカノール、2−エイコサノール、3−ペンタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−デカノール、3−エイコサノール、4−ヘプタノール、4−デカノール、4−エイコサノール、3−メチル−2−ブタノール、3,3−ジメチル−2−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、2,2−ジメチル−3−ペンタノール、5−メチル−3−ヘキサノール、1−クロロ−2−プロパノール、1−ブロモ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、1−アセトキシ−2−プロパノール、1−フェニルエタノール、ベンズヒドロール、1−(p−トリル)エタノール、1−(p−クロロフェニル)エタノール、1−(p−ブロモフェニル)エタノール、1−(p−メトキシフェニル)エタノール、1−(p−フェノキシフェニル)エタノール、1−(p−アセトキシフェニル)エタノール、1−フェニル−2−プロパノール、1−(p−トリル)−2−プロパノール、1−(p−クロロフェニル)−2−プロパノール、1−(p−ブロモフェニル)−2−プロパノール、1−(p−メトキシフェニル)−2−プロパノール、1−(p−フェノキシフェニル)−2−プロパノール、1−(p−アセトキシフェニル)−2−プロパノール、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、シクロドデカノール、exo−ノルボルネオール、endo−ノルボルネオール、1−インダノール、1−テトラロール、9−フルオレノール等が挙げられる。   Secondary alcohols include 2-propanol, 2-butanol, 2-pentanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-decanol, 2-eicosanol, 3-pentanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3- Decanol, 3-eicosanol, 4-heptanol, 4-decanol, 4-eicosanol, 3-methyl-2-butanol, 3,3-dimethyl-2-butanol, 4-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3 -Pentanol, 2,2-dimethyl-3-pentanol, 5-methyl-3-hexanol, 1-chloro-2-propanol, 1-bromo-2-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-phenoxy 2-propanol, 1-acetoxy-2-propanol, 1-phenylethanol, Dehydrol, 1- (p-tolyl) ethanol, 1- (p-chlorophenyl) ethanol, 1- (p-bromophenyl) ethanol, 1- (p-methoxyphenyl) ethanol, 1- (p-phenoxyphenyl) ethanol, 1- (p-acetoxyphenyl) ethanol, 1-phenyl-2-propanol, 1- (p-tolyl) -2-propanol, 1- (p-chlorophenyl) -2-propanol, 1- (p-bromophenyl) 2-propanol, 1- (p-methoxyphenyl) -2-propanol, 1- (p-phenoxyphenyl) -2-propanol, 1- (p-acetoxyphenyl) -2-propanol, cyclopentanol, cyclohexanol , Cycloheptanol, cyclooctanol, cyclododecanol, exo-no Borneol, endo- norborneol, 1-indanol, 1-tetralol, 9-fluorenol, and the like.

さらに、上記アルコールにアルキレンオキサイドを付加重合したものもアルコールとして使用してもよい。アルキレンオキサイドとしては例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2−または1,4−ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、およびこれらの2種以上の併用(ブロック付加でもランダム付加でもよい)が挙げられる。アルキレンオキサイドの付加モル数は、通常2〜500である。好ましいアルコールとしては、2級アルコールである。   Further, an alcohol obtained by addition polymerization of alkylene oxide to the above alcohol may also be used. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2- or 1,4-butylene oxide, styrene oxide, and a combination of two or more thereof (block addition or random addition). The added mole number of alkylene oxide is usually 2 to 500. A preferred alcohol is a secondary alcohol.

反応基質であるケトンとしては、芳香族ケトン、脂肪族ケトン、アリールアルキルケトン、環状ケトン等が挙げられる。
ケトンの具体例としては、ベンゾフェノン、ジナフチルケトン及びベンゾピナコロン等の芳香族ケトン;アセトン、メチルエチルケトン、メチルtert−ブチルケトン、メチルビニルケトン及びジエチルケトン等の脂肪族ケトン;メチルフェニルケトン、ブチロフェノン、イソブチロフェノン、バレロフェノン及びベンゾイルアセトン等のアリールアルキルケトン;シクロペンタノン、シクロヘキサノン及びシクロオクタノン等の環状ケトンが挙げられる。
Examples of the ketone as the reaction substrate include aromatic ketones, aliphatic ketones, arylalkyl ketones, and cyclic ketones.
Specific examples of ketones include aromatic ketones such as benzophenone, dinaphthyl ketone, and benzopinacolone; aliphatic ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl tert-butyl ketone, methyl vinyl ketone, and diethyl ketone; methyl phenyl ketone, butyrophenone, isobutyrophenone Arylalkyl ketones such as valerophenone and benzoylacetone; cyclic ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone and cyclooctanone.

<細かい話で申し訳ありませんが、[0033]ではスルホン化、スルホキシド化反応基質であるスルフィドとしては、芳香族スルフィド、脂肪族スルフィド、アリールアルキルスルフィド、環状スルフィドが挙げられる。
ジフェニルスルフィド及びフェニル−1−メチルフェニルスルフィド等の芳香族スルフィド;ジメチルスルフィド、ジエチルスルフィド、ジプロピルスルフィド、ジシクロヘキシルスルフィド、エチルブチルスルフィド、1-クロロ-2-(エチルスルファニル)エタン及びテトラヒドロチオフェン等の脂肪族スルフィド等;フェニルメチルスルフィド及びフェニルエチルスルフィド等のアリールアルキルチオエーテル等が挙げられる。
<I'm sorry for the details, but in [0033], examples of sulfides that are sulfonated and sulfoxidized reaction substrates include aromatic sulfides, aliphatic sulfides, arylalkyl sulfides, and cyclic sulfides.
Aromatic sulfides such as diphenyl sulfide and phenyl-1-methylphenyl sulfide; fats such as dimethyl sulfide, diethyl sulfide, dipropyl sulfide, dicyclohexyl sulfide, ethylbutyl sulfide, 1-chloro-2- (ethylsulfanyl) ethane and tetrahydrothiophene Group sulfides and the like; and arylalkylthioethers such as phenylmethyl sulfide and phenylethyl sulfide.

本発明の酸化反応用触媒を用いた酸化反応は、酸化剤として過酸化水素、分子状酸素、有機過酸化物、無機過酸化物などいずれを用いてもよい。安全性の面から、過酸化水素、分子状酸素が好ましく、特に好ましくは過酸化水素水である。
通常過酸化水素は35%以下の濃度で水に希釈したものが使用される。酸化剤の使用量は、有機基質の種類などに応じて選択でき、通常、有機基質1モルに対して、0.5モル以上(例えば、1モル以上)、好ましくは1〜100モル、さらに好ましくは1〜50モル程度である。
酸化反応は、これら酸化剤と酸化反応用触媒であるヘテロポリ酸及び/又はその塩(A)をあらかじめ混合しておいてもよいし、酸化反応用触媒水溶液と本発明の(B)及び酸化反応基質の溶液からなる均一混合溶液又は分散溶液に、これら酸化剤を滴下してもよい。
In the oxidation reaction using the oxidation reaction catalyst of the present invention, any of hydrogen peroxide, molecular oxygen, organic peroxide, inorganic peroxide and the like may be used as an oxidizing agent. From the viewpoint of safety, hydrogen peroxide and molecular oxygen are preferable, and hydrogen peroxide water is particularly preferable.
Usually, hydrogen peroxide diluted to water at a concentration of 35% or less is used. The amount of the oxidizing agent used can be selected according to the type of the organic substrate, and is usually 0.5 mol or more (for example, 1 mol or more), preferably 1 to 100 mol, more preferably 1 mol of the organic substrate. Is about 1 to 50 mol.
In the oxidation reaction, these oxidizing agents and the heteropolyacid and / or its salt (A) which are oxidation reaction catalysts may be mixed in advance, or the oxidation reaction catalyst aqueous solution and (B) and oxidation reaction of the present invention. These oxidizing agents may be added dropwise to a homogeneous mixed solution or dispersion solution composed of a substrate solution.

酸化反応は、溶媒の存在下または非存在下のいずれで行ってもよい。
溶媒は、有機基質及び目的生成物の種類等により適当に選択できる。
溶媒として、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素;ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、1、2−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素;酢酸、プロピオン酸、酪酸などのカルボン酸;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチルなどのエステル;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル;ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジメトキシエタン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノブチルエーテルなどの鎖状または環状エーテル;メタノール、エタノール、イソプロパノール、2−エチルヘキシルアルコールなどのアルコールなどが挙げられる。これらの溶媒は一種で、又は二種以上混合して用いられる。
The oxidation reaction may be performed in the presence or absence of a solvent.
The solvent can be appropriately selected depending on the type of organic substrate and target product.
Solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, 1 Halogenated hydrocarbons such as 2-dichloroethane; carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid and butyric acid; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate and butyl acetate; Amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; Nitriles such as acetonitrile, propionitrile and benzonitrile; Diethyl ether, dibutyl ether, dimethoxyethane, dioxane, tetra Dorofuran, chain or cyclic ethers such as ethylene glycol monobutyl ether; methanol, ethanol, isopropanol, etc. alcohols such as 2-ethylhexyl alcohol. These solvents are used alone or in combination of two or more.

反応温度は、反応基質や反応の種類などに応じ、反応速度及び反応選択性を考慮して適宜選択できるが、例えば、0〜200℃、好ましくは10〜150℃程度である。反応は常圧で行ってもよく、加圧下に行ってもよい。また、反応はバッチ式、セミバッチ式、連続式などの何れの方法で行ってもよい。   The reaction temperature can be appropriately selected according to the reaction substrate, the type of reaction, and the like, taking into consideration the reaction rate and reaction selectivity, and is, for example, about 0 to 200 ° C, preferably about 10 to 150 ° C. The reaction may be carried out at normal pressure or under pressure. The reaction may be performed by any method such as a batch method, a semi-batch method, or a continuous method.

酸化反応によって得られた化合物は、抽出、分液、ろ過、遠心分離、蒸留などの通常の方法によって精製分離される。本発明の酸化反応用触媒は、水に対する溶解性が高く、疎水性の有機溶媒への溶解性が低いため、抽出、分液による方法が好ましい。   The compound obtained by the oxidation reaction is purified and separated by a usual method such as extraction, liquid separation, filtration, centrifugation, and distillation. Since the oxidation reaction catalyst of the present invention has high solubility in water and low solubility in a hydrophobic organic solvent, a method using extraction and liquid separation is preferable.

本発明における酸化反応用触媒は、長期にわたって反応活性を維持し、安定的に使用可能である。   The catalyst for oxidation reaction in the present invention maintains reaction activity over a long period of time and can be used stably.

以下、本発明の酸化反応用触媒の使用例として更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の記載において「部」は重量部、「%」は重量%を示す。 Hereinafter, although it demonstrates further as a usage example of the catalyst for oxidation reactions of this invention, this invention is not limited to this. In the following description, “parts” represents parts by weight and “%” represents% by weight.

以下に本発明の触媒の製造例を記載する。
[触媒1の製造法]
ケイモリブデン酸(HSiMo1240)(A−1)182gを500gの水に溶解させヘテロポリ酸水溶液を調製した。これに1−エチル−3−メチルイミダゾリウム酢酸塩(B−1)51gを投入し、本発明の触媒1であるケイモリブデン酸の1−エチル−3−メチルイミダゾリウム塩の水分散液を得た。
Hereinafter, production examples of the catalyst of the present invention will be described.
[Production method of catalyst 1]
A heteropolyacid aqueous solution was prepared by dissolving 182 g of silicomolybdic acid (H 3 SiMo 12 O 40 ) (A-1) in 500 g of water. To this was added 51 g of 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate (B-1) to obtain an aqueous dispersion of 1-ethyl-3-methylimidazolium salt of silicomolybdic acid, which is catalyst 1 of the present invention. It was.

[触媒2の製造法]
リンタングステン酸(HPW1240)(A−2)288gを1000gの水に溶解させヘテロポリ酸水溶液を調製した。これにリン酸メチルと1,8−ジアザビシクロ「5.4.0」ウンデセン−7から得られたリン酸・1−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7塩(B−2)68g投入し、リンタングステン酸の1−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7塩水溶液を得た。
次いで本水溶液を120℃の循風乾燥機にて8時間乾燥させ、本発明の触媒2であるリンタングステン酸の1−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7塩を得た。
[Method for producing catalyst 2]
A heteropolyacid aqueous solution was prepared by dissolving 288 g of phosphotungstic acid (H 3 PW 12 O 40 ) (A-2) in 1000 g of water. 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 salt obtained from methyl phosphate and 1,8-diazabicyclo "5.4.0" undecene-7 (B -2) 68 g was charged to obtain an aqueous solution of 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 salt of phosphotungstic acid.
Next, this aqueous solution was dried with a circulating dryer at 120 ° C. for 8 hours, and 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 salt of phosphotungstic acid, which is catalyst 2 of the present invention, was obtained. Obtained.

[触媒3の製造法]
リンタングステン酸(HPW1240)(A−2)288gと1−エチル−3−メチルイミダゾリウムリン酸塩(B−3)60gを10%過酸化水素水500gに溶解させ、本発明の触媒3であるリンタングステン酸の1−エチル−3−メチルイミダゾリウムリン酸塩の過酸化水素水溶液を得た。
[Method for producing catalyst 3]
Phosphotungstic acid (H 3 PW 12 O 40 ) (A-2) (288 g) and 1-ethyl-3-methylimidazolium phosphate (B-3) (60 g) were dissolved in 10% hydrogen peroxide water (500 g) to obtain the present invention. Thus, a hydrogen peroxide aqueous solution of 1-ethyl-3-methylimidazolium phosphate of phosphotungstic acid as catalyst 3 was obtained.

[触媒4:リンタングステン酸(H3PW12O40)(A−20)のシリカ担持物の製造法]
担体として、合成シリカゲル(富士シリシア化学(株)社製CARiACT Q−10)(比表面積219.8m2/g、細孔容積0.660cm3/g)300部を110℃に調節した熱風式乾燥機で4hr乾燥した。
リンタングステン酸300部秤量し、純水500mlを加えた水溶液に乾燥した合成シリカゲルを全量入れよくかき混ぜた。この水溶液を含浸した担体を、1Hr風乾後、150℃に調節した乾燥機で、5Hr乾燥し、比較のための触媒4であるリンタングステン酸のシリカ担持触媒とした。
[Catalyst 4: Method for Producing Silica Support of Phosphotungstic Acid (H3PW12O40) (A-20)]
As a carrier, 300 parts of synthetic silica gel (CariACT Q-10 manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd.) (specific surface area 219.8 m 2 / g, pore volume 0.660 cm 3 / g) was adjusted to 110 ° C. with hot air drying. And dried for 4 hours.
300 parts of phosphotungstic acid was weighed, and all the dried synthetic silica gel was put into an aqueous solution to which 500 ml of pure water was added, and stirred well. The carrier impregnated with this aqueous solution was air-dried for 1 hour and then dried for 5 hours with a drier adjusted to 150 ° C. to obtain a silica-supported catalyst of phosphotungstic acid, which is catalyst 4 for comparison.

[触媒5:リンタングステン酸(HPW1240)(A−2)とフッ素含有アンモニウムの反応生成物の製造法]
以下に、(B)成分としてフッ素含有アンモニウムと組み合わせた、比較のための触媒である触媒5の製造法を記載する。
先ず、以下の方法でフッ素含有アンモニウム化合物である1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルトリメチルアンモニウムクロライドを合成した。
[Catalyst 5: Method for producing reaction product of phosphotungstic acid (H 3 PW 12 O 40 ) (A-2) and fluorine-containing ammonium]
Below, the manufacturing method of the catalyst 5 which is a catalyst for a comparison combined with fluorine-containing ammonium as (B) component is described.
First, 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyltrimethylammonium chloride, which is a fluorine-containing ammonium compound, was synthesized by the following method.

窒素雰囲気下、撹拌装置、温度計、滴下ロート二つを付した1Lの4つ口フラスコに、2−ニトロベンゼンスルホニルクロライド42g、塩化メチレン278gを仕込み、次いで、滴下ロートにトリエチルアミン20g、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプタノール66gをそれぞれ仕込んだ。
撹拌しながら反応液温度が0℃になるようにフラスコを冷却し、温度を0℃に保持したまま、約10分かけてトリエチルアミンを滴下した。次いで、温度を0℃に保持したまま、約40分かけて1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプタノールを滴下し、4時間撹拌した。反応終了後、フラスコ温度を室温に戻し、水300mlを添加し、加水分解した。1Lの分液ロートへ移し、反応液を分液後、水層に塩化メチレン40ml加え、水層を洗浄する操作を3回行った。得られた塩化メチレン層と有機層とを合わせ、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過により無水硫酸マグネシウムを除去し、エバポレートすることにより塩化メチレンを除去し、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル−2−ニトロベンゼンスルホナートを淡黄色固体として98g(収率95%)得た。
Under a nitrogen atmosphere, a 1 L four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and two dropping funnels was charged with 42 g of 2-nitrobenzenesulfonyl chloride and 278 g of methylene chloride, and then 20 g of triethylamine, 1H, 1H, 66 g of 7H-dodecafluoroheptanol was charged.
While stirring, the flask was cooled so that the temperature of the reaction solution became 0 ° C., and triethylamine was added dropwise over about 10 minutes while maintaining the temperature at 0 ° C. Next, while maintaining the temperature at 0 ° C., 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptanol was added dropwise over about 40 minutes and stirred for 4 hours. After completion of the reaction, the flask temperature was returned to room temperature, and 300 ml of water was added for hydrolysis. The solution was transferred to a 1 L separatory funnel, and after separating the reaction solution, 40 ml of methylene chloride was added to the aqueous layer, and the aqueous layer was washed three times. The obtained methylene chloride layer and the organic layer were combined, dried over anhydrous magnesium sulfate, the anhydrous magnesium sulfate was removed by filtration, and the methylene chloride was removed by evaporation to remove 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyl-2. -98 g (yield 95%) of nitrobenzenesulfonate was obtained as a pale yellow solid.

次に、窒素雰囲気下、磁気撹拌子、温度計、ジムロート冷却器を付した300mlの4つ口フラスコに、合成した1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル 2−ニトロベンゼンスルホナート95g、ジメチルベンジルアミン77gを仕込んだ。撹拌しながら反応液温度が還流温度(150〜160℃)になるようにフラスコを加熱し、温度を150〜160℃に保持したまま、45時間撹拌した。反応終了後、反応混合物を放冷すると固体が析出した。これを瀘別した後、母液の蒸留により、目的物である含フッ素3級アミンを含む低沸点化合物群とジメチルベンジルアミン(沸点183℃)とを分留した。得られた留去液にエーテルを加え、3%塩酸水で洗うことにより微量に含まれるジメチルベンジルアミンを塩酸塩化して水相を除去した。塩酸水層をエーテル20mlで3回洗浄し、エーテル層に加えた。次いで、エーテル層に10%塩酸水を加えふりまぜ、今度は含フッ素3級アミンを塩酸塩化して、反応副生物を含む有機層を除去した。この塩酸水層に水酸化ナトリウムを少しずつ加えてアルカリ性にしていくと油状物質が現れてきた。これをエーテルで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、濾過により無水硫酸マグネシウムを除去し、エバポレートすることによりエーテルを除去し、ジメチル1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルアミンを無色液体として37g(収率56%)得た。     Next, 95 g of synthesized 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyl 2-nitrobenzenesulfonate and 77 g of dimethylbenzylamine were added to a 300 ml four-necked flask equipped with a magnetic stir bar, thermometer, and Dimroth condenser in a nitrogen atmosphere. Was charged. While stirring, the flask was heated so that the temperature of the reaction liquid reached the reflux temperature (150 to 160 ° C.), and stirred for 45 hours while maintaining the temperature at 150 to 160 ° C. After the completion of the reaction, the reaction mixture was allowed to cool to precipitate a solid. After separating this, by distillation of the mother liquor, the target low-boiling compound group containing a fluorine-containing tertiary amine and dimethylbenzylamine (boiling point 183 ° C.) were fractionated. Ether was added to the obtained distillate, and the aqueous phase was removed by chlorinating dimethylbenzylamine contained in a trace amount by washing with 3% aqueous hydrochloric acid. The aqueous hydrochloric acid layer was washed 3 times with 20 ml of ether and added to the ether layer. Next, 10% aqueous hydrochloric acid was added to the ether layer and the mixture was shaken. This time, the fluorine-containing tertiary amine was converted to hydrochloric acid to remove the organic layer containing reaction byproducts. When this aqueous hydrochloric acid layer was made alkaline by adding sodium hydroxide little by little, an oily substance appeared. This was extracted with ether, dried over anhydrous magnesium sulfate, filtered to remove anhydrous magnesium sulfate, evaporated to remove ether, and dimethyl 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptylamine as a colorless liquid (37 g) Rate 56%).

次に、磁気撹拌子、温度計、ジムロート冷却器を付した200mlの二口フラスコに、上記のジメチル1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルアミン30g、ヨウ化メチル67gを仕込んだ。撹拌しながら反応液温度が還流温度(45℃)になるようにフラスコを加熱し、温度を45℃に保持したまま、10時間撹拌した。反応終了後、フラスコ温度を室温に戻し、析出した固体を瀘別した後、ジエチルエーテル5mlで5回洗浄した。洗浄した固体を乾燥し、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルトリメチルアンモニウムアイオダイドを白色固体として40g(収率94%)得た。     Next, 30 g of the above dimethyl 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptylamine and 67 g of methyl iodide were charged into a 200 ml two-necked flask equipped with a magnetic stir bar, thermometer and Dimroth condenser. While stirring, the flask was heated so that the temperature of the reaction liquid reached the reflux temperature (45 ° C.), and stirred for 10 hours while maintaining the temperature at 45 ° C. After completion of the reaction, the flask temperature was returned to room temperature, the precipitated solid was filtered off, and washed 5 times with 5 ml of diethyl ether. The washed solid was dried to obtain 40 g (yield 94%) of 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyltrimethylammonium iodide as a white solid.

磁気撹拌子を備えた500mlのナスフラスコに、上記の1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルトリメチルアンモニウムアイオダイド5.01g、イオン交換樹脂アンバーライト(Amberlite)IRA−400(米国ローム・アンド・ハース社製)50ml、蒸留水250mlを仕込んだ。反応液温度を室温(20〜25℃)に保持したまま、16時間撹拌した。反応終了後、濾過によりイオン交換樹脂を除去し、イオン交換樹脂は蒸留水25mlで5回洗浄した。
エバポレートすることにより水を除去した後、真空乾燥して、(A−2)と組み合わせるためのフッ素含有アンモニウム化合物である1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルトリメチルアンモニウムクロライドを白色固体として4.01g得た。
In a 500 ml eggplant flask equipped with a magnetic stirring bar, 5.01 g of the above-mentioned 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyltrimethylammonium iodide, ion exchange resin Amberlite IRA-400 (Rohm and Haas, USA) 50 ml of distilled water and 250 ml of distilled water were charged. The reaction solution was stirred for 16 hours while maintaining the temperature of the reaction solution at room temperature (20 to 25 ° C.). After completion of the reaction, the ion exchange resin was removed by filtration, and the ion exchange resin was washed 5 times with 25 ml of distilled water.
After removing water by evaporation, 4.01 g of 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyltrimethylammonium chloride, which is a fluorine-containing ammonium compound to be combined with (A-2), was obtained as a white solid. It was.

別途、ジムロート冷却器、撹拌装置を備えた50mlのナスフラスコに、タングステン酸(HWO)1.250gと35%過酸化水素水 3.00 mLを加え、60℃で3時間攪拌した。生じた白色懸濁液を室温まで冷却した後、85%リン酸(HPO)0.114g(0.4mmol)と水15mLを加えた。
この溶液に、上記の1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルトリメチルアンモニウムクロライド1.02g(2.50mmol)の塩化メチレン(20mL)溶液を2分間かけて滴下した。さらに15分間攪拌した後に、50℃で塩化メチレンを蒸去し、残存固体を濾取した。この固体を水洗したのち、乾燥することで、比較例用の触媒5である、リンタングステン酸と1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルトリメチルアンモニウムクロライドの混合物を淡黄色固体として1.71g(90.3%)得た。
Separately, 1.250 g of tungstic acid (H 2 WO 4 ) and 3.00 mL of 35% hydrogen peroxide solution were added to a 50 ml eggplant flask equipped with a Dimroth cooler and a stirrer, and stirred at 60 ° C. for 3 hours. The resulting white suspension was cooled to room temperature, and 0.114 g (0.4 mmol) of 85% phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and 15 mL of water were added.
To this solution was added dropwise a solution of 1.02 g (2.50 mmol) of 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyltrimethylammonium chloride in methylene chloride (20 mL) over 2 minutes. After further stirring for 15 minutes, methylene chloride was distilled off at 50 ° C., and the remaining solid was collected by filtration. The solid was washed with water and dried to give 1.71 g (90.) of a mixture of phosphotungstic acid and 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyltrimethylammonium chloride, which is catalyst 5 for Comparative Example, as a pale yellow solid. 3%).

[製造例1]<酸化反応基質であるオレフィンの製造例1>
撹拌装置、温度制御装置及びコンデンサーを設置した反応槽に、メチルエチルケトン(丸善石油社製)を200部、水添ビスフェノールA(新日本理化社製)を234部(1モル部)を仕込み、300rpmで撹拌しながら、50℃に加熱した。そこにアリルクロライド(昭和電工社製)を161部(2.1モル部)滴下した。滴下終了後、50℃で3時間熟成し、水500gを加えた後、室温で静置した。分液後メチルエチルケトンを50℃1Torrで減圧除去し、水添ビスフェノールAのジアリルエーテル(c−1)を得た。
[Production Example 1] <Production Example 1 of Olefin as Oxidation Reaction Substrate>
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature controller and a condenser, 200 parts of methyl ethyl ketone (manufactured by Maruzen Petroleum Corporation) and 234 parts (1 mole part) of hydrogenated bisphenol A (manufactured by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd.) are charged at 300 rpm. Heat to 50 ° C. with stirring. 161 parts (2.1 mol parts) of allyl chloride (manufactured by Showa Denko KK) was added dropwise thereto. After completion of dropping, the mixture was aged at 50 ° C. for 3 hours, added with 500 g of water, and allowed to stand at room temperature. After separation, methyl ethyl ketone was removed under reduced pressure at 50 ° C. and 1 Torr to obtain hydrogenated bisphenol A diallyl ether (c-1).

[製造例2]<酸化反応基質であるオレフィンの製造例2>
撹拌装置、温度制御装置及びコンデンサーを設置した反応槽に、エチレングリコール(三菱ガス化学社製)を62部(1モル部)仕込み、300rpmで撹拌しながら、60℃に加熱した。5−ビニルシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン(サンペトロケミカル社製)を240部(2モル部)を滴下した。滴下終了後、60℃で3時間熟成後、180℃1Torrで未反応物及びエチレングリコールを減圧除去し、エチレングリコール−ビス(5−ビニルシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン)エーテル(c−2)を得た。
[Production Example 2] <Production Example 2 of Olefin as Oxidation Reaction Substrate>
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature controller and a condenser, 62 parts (1 mole part) of ethylene glycol (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) was charged and heated to 60 ° C. while stirring at 300 rpm. 240 parts (2 mole parts) of 5-vinylcyclo [2,2,1] hept-2-ene (manufactured by San Petrochemical Co., Ltd.) was added dropwise. After completion of dropping, the mixture was aged at 60 ° C. for 3 hours, and unreacted substances and ethylene glycol were removed under reduced pressure at 180 ° C. and 1 Torr, and ethylene glycol-bis (5-vinylcyclo [2,2,1] hept-2-ene) ether ( c-2) was obtained.

[実施例1〜7]
本発明の触媒1〜3を用いて、以下の方法でエポキシ樹脂を製造した。
攪拌装置、温度制御装置及び還流冷却器を設置した反応槽に、表1に記載した仕込量(重量)の酸化反応用触媒1〜3、85%リン酸水溶液、酸化剤、相間移動触媒を仕込み、300rpmで撹拌しながら、60℃に温調した。
表1に記載した量の溶媒と酸化反応基質の混合溶液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、温度を60℃に保ちながら、20時間反応させた。室温まで冷却、静置した。2相に分離した反応混合物から上層(有機相)を分液した。
[Examples 1-7]
An epoxy resin was produced by the following method using the catalysts 1 to 3 of the present invention.
A reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, and a reflux condenser is charged with the amount (weight) of the oxidation reaction catalyst 1 to 3, 85% phosphoric acid aqueous solution, oxidizing agent, and phase transfer catalyst described in Table 1. The temperature was adjusted to 60 ° C. while stirring at 300 rpm.
A mixed solution of the solvent and the oxidation reaction substrate in the amounts shown in Table 1 was added dropwise over 1 hour. After completion of dropping, the reaction was allowed to proceed for 20 hours while maintaining the temperature at 60 ° C. Cooled to room temperature and allowed to stand. The upper layer (organic phase) was separated from the reaction mixture separated into two phases.

Figure 2009285583
Figure 2009285583

[比較例1〜7]
表2に従って、実施例1〜7と同様に反応槽に仕込み、反応させた。比較例3と6は触媒相を含む3相に分離するため、下層(水相)と触媒相(中間相)をそれぞれ分離した。
[Comparative Examples 1 to 7]
In accordance with Table 2, the reaction vessel was charged and reacted in the same manner as in Examples 1-7. Since Comparative Examples 3 and 6 were separated into three phases including the catalyst phase, the lower layer (aqueous phase) and the catalyst phase (intermediate phase) were separated.

Figure 2009285583
Figure 2009285583

実施例1〜7と比較例1〜7の酸化反応収率、触媒回収率、触媒の活性保持率を以下の方法で測定した。その結果を表3に示す。   The oxidation reaction yield, catalyst recovery rate, and catalyst activity retention rate of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 were measured by the following methods. The results are shown in Table 3.

Figure 2009285583
Figure 2009285583

<酸化反応収率の算出方法>
上記の実施例、比較例とで得られた上層(有機相)中の酸化反応生成物は、ガスクロマトグラフィ(GC)における、酸化反応基質と酸化反応生成物のピークの比より収率を求めた。その結果を表3に記載した。
酸化反応収率(%)=酸化反応生成物×100/酸化反応基質
<Calculation method of oxidation reaction yield>
The yield of the oxidation reaction product in the upper layer (organic phase) obtained in the above Examples and Comparative Examples was determined from the ratio of the peak of the oxidation reaction substrate and the oxidation reaction product in gas chromatography (GC). . The results are shown in Table 3.
Oxidation reaction yield (%) = oxidation reaction product × 100 / oxidation reaction substrate

<GCによる酸化反応生成物の分析条件>
なお、下記のGC装置と分析条件により酸化反応生成物を分析した。
機器:島津製作所製 GC−1700
検出器:FID
カラム:キャピラリカラム Rtx−5(長さ30m、内径0.25mm ID、液相
の膜厚:0.25μM、Restek社製)
サンプル注入量:1.0μL
INJ温度:300℃
キャリアーガスHe圧力:129kPa
キャリアーガスHe全流量:23.0mL/min
キャリアーガスHeカラム流量:1.8mL/min
線速度:37.8cm/sec
スプリット比:10.0
DET温度:300℃
メイクアップガスHe圧力:10.0kPa
H2圧力:60kPa
Air圧力:50kPa
カラム温度:50℃〜10℃/min昇温;最高到達温度280℃、保持時間5分
<Analysis conditions for oxidation reaction products by GC>
The oxidation reaction product was analyzed using the following GC apparatus and analysis conditions.
Equipment: GC-1700, manufactured by Shimadzu Corporation
Detector: FID
Column: Capillary column Rtx-5 (length 30 m, inner diameter 0.25 mm ID, liquid phase film thickness: 0.25 μM, manufactured by Restek)
Sample injection volume: 1.0 μL
INJ temperature: 300 ° C
Carrier gas He pressure: 129 kPa
Carrier gas He total flow rate: 23.0 mL / min
Carrier gas He column flow rate: 1.8 mL / min
Linear velocity: 37.8 cm / sec
Split ratio: 10.0
DET temperature: 300 ° C
Make-up gas He pressure: 10.0 kPa
H2 pressure: 60 kPa
Air pressure: 50kPa
Column temperature: 50 ° C. to 10 ° C./min temperature rise; maximum temperature reached 280 ° C., holding time 5 minutes

<金属元素含有量の測定法>
ICP発光分析装置(ICP−OES)を用いて測定した。
測定試料2.00gをプラスチック製試料管に秤量し、18.00gのジメチルホルムアミドを加え10倍に希釈する。検量線は、標準物質としてSPEC社製ICP発光分析用標準溶液XSTC−622を用い、10ppb、50ppb、100ppbで行い、通常の条件でICP−OES測定を行う。
<Measuring method of metal element content>
Measurement was performed using an ICP emission spectrometer (ICP-OES).
2.00 g of a measurement sample is weighed into a plastic sample tube, and 18.00 g of dimethylformamide is added to dilute it 10 times. A calibration curve is used at 10 ppb, 50 ppb, and 100 ppb using the standard solution XSTC-622 for ICP emission analysis manufactured by SPEC as a standard substance, and ICP-OES measurement is performed under normal conditions.

XTSC−622で測定できる元素は35種であり、Li、B、Na、Mg、Al、Si、P、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Rb、Sr、Zr、Mo、Ag、Cd、Sn、Sb、Cs、Ba、W及びPbである。したがって、金属元素とは、このうちB、Si、P、Ge、As、Se及びSbを除いた28種をいう。   There are 35 elements that can be measured with XTSC-622, Li, B, Na, Mg, Al, Si, P, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga , Ge, As, Se, Rb, Sr, Zr, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, Cs, Ba, W, and Pb. Accordingly, the metal element refers to 28 types excluding B, Si, P, Ge, As, Se, and Sb.

<触媒の回収率>
触媒ヘテロポリ酸中の金属であるタングステン又はモリブデンをICP発光分析により分配分析を行った。下記式にて触媒の回収率を求め、表3に記載した。
触媒の回収率(%)=[(a)−(b)]100/(a)
但し、(a)は仕込み金属含量(ppm)、(b)は分液後の有機相中の金属含量(ppm)を表す。
ここで、金属とは、ヘテロポリ酸中のタングステン又はモリブデンをさす。仕込み金属含量は、構造式から求めた計算値を用いた。
<Catalyst recovery>
Tungsten or molybdenum, which is a metal in the catalyst heteropolyacid, was subjected to partition analysis by ICP emission analysis. The recovery rate of the catalyst was determined by the following formula and listed in Table 3.
Catalyst recovery (%) = [(a)-(b)] 100 / (a)
However, (a) represents the charged metal content (ppm), and (b) represents the metal content (ppm) in the organic phase after liquid separation.
Here, the metal refers to tungsten or molybdenum in the heteropolyacid. As the charged metal content, a calculated value obtained from the structural formula was used.

<触媒の活性保持率>
上記の実施例、比較例とで得られた水相(又は水相と触媒相)に、それぞれ使用した酸化剤を加えて再び撹拌、加熱し、60℃まで昇温された時点で、それぞれ使用した有機溶媒に酸化反応基質を溶解した溶液を1時間かけて滴下後、20時間反応した。この方法により、触媒を回収することができた。これを10回繰り返し再利用後、下記式により計算された活性保持率を求めた。表3に記載した。
活性保持率(%)=10サイクル後の酸化反応収率/1回目の酸化反応収率
<Activity retention of catalyst>
To the aqueous phase (or aqueous phase and catalyst phase) obtained in the above Examples and Comparative Examples, the oxidizing agent used was added and stirred and heated again. When the temperature was raised to 60 ° C., each was used. A solution obtained by dissolving the oxidation reaction substrate in the organic solvent was added dropwise over 1 hour, and reacted for 20 hours. By this method, the catalyst could be recovered. After repeating this 10 times, the activity retention calculated by the following formula was obtained. It described in Table 3.
Activity retention (%) = Oxidation reaction yield after 10 cycles / First oxidation reaction yield

表3の結果より明らかなように、実施例1〜7で用いた酸化反応用触媒は、いずれも酸化反応収率(触媒の活性)が高く、触媒の回収率及び活性保持率が高いため、比較例の酸化反応用触媒よりも優れていることがわかる。   As is clear from the results in Table 3, the oxidation reaction catalysts used in Examples 1 to 7 all have high oxidation reaction yields (catalytic activity), and high catalyst recovery and activity retention, It turns out that it is superior to the catalyst for oxidation reaction of a comparative example.

本発明の酸化反応用触媒は、長期にわたり反応活性を維持し、安定的に使用可能であるため、高価なヘテロポリ酸触媒又はその塩を廃棄せずに繰り返し利用することができ、酸化反応を安価に行うことができる。

The oxidation reaction catalyst of the present invention maintains the reaction activity over a long period of time and can be used stably. Therefore, the expensive heteropolyacid catalyst or a salt thereof can be repeatedly used without being discarded, and the oxidation reaction is inexpensive. Can be done.

Claims (5)

ヘテロポリ酸及び/又はその塩(A)、並びにカチオン成分がイミダゾリニウムイオン、イミダゾリウムイオンおよびピリミジニウムイオンからなる群から選ばれる1種以上であり、アニオン成分がリン酸アニオン、アルキルリン酸アニオン、カルボキシルアニオン、ホウ酸アニオンおよびアルキルホウ酸アニオンから選ばれる1種以上の組合せである塩(B)を必須成分とする酸化反応用触媒。   Heteropolyacid and / or salt thereof (A), and the cation component is at least one selected from the group consisting of imidazolinium ion, imidazolium ion and pyrimidinium ion, and the anion component is phosphate anion, alkyl phosphate An oxidation reaction catalyst comprising, as an essential component, a salt (B) which is a combination of one or more selected from an anion, a carboxyl anion, a borate anion, and an alkyl borate anion. 該ヘテロポリ酸が、H4[SiW1240].xH2O、 H3[PW1240].xH2O、 H3[PMo1240].xH2O、H4[SiMo1240].xH2O、H4+n[SiVn12-n40].xH2O、H3+n[PVn12-n40].xH2O、H3+n[PVnMo12-n40].xH2O、H4+n[SiVnMo12-n40].xH2O、H4[SiMon12-n40].xH2O、およびH3[PMon12-n40].xH2O(ただし、nは1〜11の整数を、xは1以上の整数を示す。)からなる群から選ばれる1種以上である請求項1記載の酸化反応用触媒。 The heteropolyacid is H 4 [SiW 12 O 40 ]. xH 2 O, H 3 [PW 12 O 40]. xH 2 O, H 3 [PMo 12 O 40]. xH 2 O, H 4 [SiMo 12 O 40]. xH 2 O, H 4 + n [SiV n W 12-n O 40]. xH 2 O, H 3 + n [PV n W 12-n O 40]. xH 2 O, H 3 + n [PV n Mo 12-n O 40]. xH 2 O, H 4 + n [SiV n Mo 12-n O 40]. xH 2 O, H 4 [SiMo n W 12-n O 40 ]. xH 2 O, and H 3 [PMo n W 12- n O 40]. The catalyst for oxidation reaction according to claim 1, which is at least one selected from the group consisting of xH 2 O (where n is an integer of 1 to 11, and x is an integer of 1 or more). 該へテロポリ酸の塩が、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、銅塩、金塩、ガリウム塩およびアンモニウム塩からなる群から選ばれる1種以上の塩である請求項1記載の酸化反応用触媒。   2. The oxidation reaction according to claim 1, wherein the salt of the heteropolyacid is at least one salt selected from the group consisting of alkali metal salts, alkaline earth metal salts, copper salts, gold salts, gallium salts and ammonium salts. catalyst. 請求項1〜3いずれか記載の酸化反応用触媒を用い、酸化剤として過酸化水素または分子状酸素を用いることを特徴とする有機化合物の酸化反応方法。   An oxidation reaction method of an organic compound, characterized in that the oxidation reaction catalyst according to any one of claims 1 to 3 is used and hydrogen peroxide or molecular oxygen is used as an oxidizing agent. 該有機化合物がオレフィンであって、酸化反応がエポキシ化である請求項4記載の酸化反応方法。   The oxidation reaction method according to claim 4, wherein the organic compound is an olefin and the oxidation reaction is epoxidation.
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