JP2016047487A - 触媒又はその前駆体並びにこれらを利用した二酸化炭素の水素化方法及びギ酸塩の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
CO2 + H2 + base → HCO2H−base ・・・(A)
CO2 + H2 + base → HCO2H−base ・・・(A)
本発明の触媒又はその前駆体は、銅塩及び銅錯体の少なくともいずれかを有効成分として含むものである。つまり、銅塩のみを一種類以上含むようにしてもよいし、銅錯体のみを一種類以上含むようにしてもよい。あるいは銅塩及び銅錯体をそれぞれ一種類以上含むようにしてもよい。
本発明においては、塩基(base)として、アミジン類と同等の塩基性度又はアミジン類よりも大きな塩基性度を有する有機塩基(例えば、テトラヒドロフラン中でのpKaが15以上の有機塩基、DBU(1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン)と同等の塩基性度又はDBUよりも大きな塩基性度を有する有機塩基)を用いる。このような有機塩基としては、例えば、DBU及びDBN(1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノン−5−エン)等のアミジン類、TBD(1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン)、MTBD(7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン)及びTMG(1,1,3,3−テトラメチルグアニジン)等のグアニジン類、並びにホスファゼン類等が挙げられ、好ましくはアミジン類又はグアニジン類、より好ましくはDBUであるが、本発明で用いることのできる有機塩基は、必ずしもこれらに限定されるものではない。
二酸化炭素の水素化及びギ酸塩の製造は、例えば、圧力容器中にて実施される。
触媒用原料としての銅の利用可能性について検討した。
(1)銅含有化合物無し(比較例)
(2)Cu(OAc)2・H2O:アルドリッチ製、229601
(3)Cu(NO3)2・2.4H2O:アルドリッチ製、229636
(4)Cu(OAc)2 :アルドリッチ製、517453
(5)Cu(OAc) :ストレム製、93−2989
(6)CuCl :アルドリッチ製、229628
(7)CuBr :アルドリッチ製、212865
(8)CuI :アルドリッチ製、205540
(9)Cu(OTf)2 :アルドリッチ製、283673
(10)Cu(OCH3)2 :アルドリッチ製、332666
(11)(IPr)Cu(Ot−Bu):Organometallics 2004, 23, 3369-3371を参考に合成
(12)[(PPh3)CuH]6 :Tetrahedron Lett. 2005, 46, 2037-2039を参考に合成
実施例1において、銅塩の触媒又はその前駆体としての有効性が示されたことから、銅と同様、遷移第一周期金属に属する鉄、コバルト及びニッケルの塩の触媒又はその前駆体としての有効性について検討した。
(2)Cu(OAc)2・H2O :実施例1の(2)と同じ
(13)Fe(OAc)2:ストレム製、93−2678
(14)Co(OAc)2:アルファ・エイサー製、B23218
(15)Ni(OAc)2・4H2O:ストレム製、28−1100
触媒又はその前駆体としての有効性が示された銅塩であるCu(OAc)2・H2Oを触媒とし、有機塩基を種々変更してギ酸塩の製造試験を実施した。
(a)DBU:実施例1と同じ
(b)DBN:東京化成工業製、D1313
(c)MTBD:アルドリッチ製、359505
(d)TBD:アルドリッチ製、345571
(e)トリエチルアミン:関東化学製、40271−00
(f)キヌクリジン:アルドリッチ製、197602
(g)DMAP(N,N−ジメチル−4−アミノピリジン):東京化成工業製、D1450
実施例3において、銅塩とDBUの組み合わせが高い触媒活性を示したことを踏まえ、銅塩を反応系に添加した場合と、DBUを予め配位させた銅錯体を反応系に添加した場合とを比較検討した。
(8)CuI :実施例1の(8)と同じ
(16)(dbu)2CuI
1H NMR (C6D6, 400 MHz):δ 1.05-1.10 (m, 4H), 1.23-1.29 (m, 4H), 1.43-1.49 (m, 4H), 1.55-1.61 (m, 4H), 2.55-2.58 (m, 8H), 2.72-2.75 (m, 4H), 3.55 (t, J = 4.9 Hz, 4H)
Anal. Calcd for C18H32CuIN4: C, 43.68; H, 6.52; N, 11.32. Found: C, 43.65; H, 6.41; N, 11.21.
Claims (8)
- 銅塩及び銅錯体の少なくともいずれかを有効成分として含む、アミジン類と同等の塩基性度又はアミジン類よりも大きな塩基性度を有する有機塩基の存在下での二酸化炭素の水素化用の触媒又はその前駆体。
- 前記銅塩は、1価の酢酸銅、2価の酢酸銅、硝酸銅、硫酸銅、トリフルオロメタンスルホン酸銅、ハロゲン化銅、酸化銅、炭酸銅、水酸化銅及びアルコキシ銅並びにこれらの水和物からなる群から選択される一種以上である、請求項1に記載の触媒又はその前駆体。
- 請求項1又は2に記載の触媒又はその前駆体の存在下で、二酸化炭素と、水素と、アミジン類と同等の塩基性度又はアミジン類よりも大きな塩基性度を有する有機塩基とを反応させる、二酸化炭素の水素化方法。
- 前記有機塩基は、アミジン類及びグアニジン類からなる群から選択される一種以上である、請求項3に記載の方法。
- 前記反応が、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、ジグリム、アセトニトリル、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ベンゼン、トルエン及びキシレンからなる群から選択される一種以上の溶媒中で実施される、請求項3又は4に記載の方法。
- 前記反応が、二酸化炭素及び水素の分圧をそれぞれ1MPa〜4MPaに制御して実施される、請求項3〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記反応が、80℃〜120℃の温度条件下で実施される、請求項3〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項3〜7のいずれか1項に記載の方法を実施する工程を含む、ギ酸塩の製造方法。
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