JP2018030093A - Catalyst of gold-cerium oxide complex carried on alkaline carrier, and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new form of gold-cerium oxide complex that has an excellent function as a catalyst and contains a gold particle and a cerium oxide covering the surface of the gold particle, and a new production method therefor.SOLUTION: A gold-cerium oxide complex catalyst is characterized in that: a gold-cerium oxide complex, which contains a gold particle and a cerium oxide covering the surface of the gold particle, is carried on an alkaline carrier. There is also provided a selective hydrogenation method using the same.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、アルカリ性担体に担持された金−セリウム酸化物担持複合体触媒およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a gold-cerium oxide-supported composite catalyst supported on an alkaline carrier and a method for producing the same.

水素化は有機化学においては標準的な反応であり、生じる生成物は数々の製品として市販されて利用されている。水素化または水素化分解を受ける官能基を複数種類持つ化合物は多く存在し、それらの官能基のうちの一部のみを選択的に水素化または水素化分解する触媒が知られているが、貴金属の中でも白金やパラジウムを用いるものが多い。   Hydrogenation is a standard reaction in organic chemistry, and the resulting products are commercially available as a number of products. There are many compounds with multiple types of functional groups that undergo hydrogenation or hydrogenolysis, and catalysts that selectively hydrogenate or hydrocrack only some of these functional groups are known. Of these, many use platinum or palladium.

金は貴金属の中でも特に安定な金属であり、触媒としての活性に乏しい金属と考えられてきたが、直径が5nm以下のナノ粒子として卑金属酸化物上に担持されると優れた触媒活性を示すことが春田らの研究(非特許文献1)で発見され、その後、様々な金触媒の研究が行われている。   Gold is a particularly stable metal among precious metals and has been considered a metal with poor activity as a catalyst, but exhibits excellent catalytic activity when supported on a base metal oxide as nanoparticles having a diameter of 5 nm or less. Has been discovered by Haruta et al. (Non-patent Document 1), and various gold catalysts have been studied since then.

しかし、金触媒は一般に酸化触媒として知られており、還元触媒としては報告が少ない。特許文献1では、有機配位子により安定化された金前駆体を酸素プラズマ処理し、適切なサイズの金クラスターとすることで選択的水素化活性を発現させている。   However, gold catalysts are generally known as oxidation catalysts, and there are few reports as reduction catalysts. In Patent Document 1, a gold precursor stabilized by an organic ligand is subjected to oxygen plasma treatment to form a gold cluster having an appropriate size, thereby expressing selective hydrogenation activity.

そして、上述した選択的水素化に用いる金触媒では、いまだに十分な選択性を持って制御することができておらず、高い選択性をもって反応を制御できる触媒の開発が望まれている。   The gold catalyst used for the selective hydrogenation described above has not been able to be controlled with sufficient selectivity, and development of a catalyst capable of controlling the reaction with high selectivity is desired.

また、金クラスター触媒は表面に金が露出しているので、耐久性に問題があることが知られている。反応で使用した後に回収し、繰り返し使用しているうちに金ナノ粒子が固体担体の表面上で凝集し、反応性が低下してしまうことがある。   Further, it is known that the gold cluster catalyst has a problem in durability because gold is exposed on the surface. The gold nanoparticles may be collected on the surface of the solid support while being recovered after being used in the reaction and repeatedly used, and the reactivity may be lowered.

そのため、金触媒を工業的に使用するためには、高い選択性を維持したまま、繰り返し使用できるような耐久性が高いことも求められる。   Therefore, in order to use a gold catalyst industrially, it is also required to have high durability that can be repeatedly used while maintaining high selectivity.

また、特許文献1と異なる技術として、特許文献2では、担体表面に金ナノ粒子を固定化して得られる表面金固定化触媒により選択的水素活性化を発現させている。しかし、この触媒も担体表面に金ナノ粒子が露出しているため、耐久性、反応性(活性や選択性)等に問題があった。また、触媒の製造時に金化合物の水溶液にアンモニアを加えるため雷金が発生する可能性があり、安全性にも問題があった。   Further, as a technique different from Patent Document 1, in Patent Document 2, selective hydrogen activation is expressed by a surface gold-immobilized catalyst obtained by immobilizing gold nanoparticles on the surface of a carrier. However, this catalyst also has problems in durability, reactivity (activity and selectivity) because the gold nanoparticles are exposed on the surface of the support. Further, since ammonia is added to the gold compound aqueous solution during the production of the catalyst, thunder gold may be generated, which causes a problem in safety.

更に、非特許文献2では、触媒として優れた機能を有する、金粒子と該金粒子の表面に被覆されたセリウム酸化物を含んでなる金−セリウム酸化物複合体が報告されている。しかし、この金−セリウム酸化物複合体は、逆ミセル化した金溶液とセリウム溶液をそれぞれ調製し、その逆ミセル溶液を混合することでレドックス反応を進行させた後、エタノールでミセルを壊し、回収したものを更に焼成するという多段階の方法で製造され、また、その製造の際には、有機溶剤と界面活性剤の使用が必要で時間もコストもかかるという問題があった。   Furthermore, Non-Patent Document 2 reports a gold-cerium oxide composite comprising gold particles and a cerium oxide coated on the surface of the gold particles, which has an excellent function as a catalyst. However, this gold-cerium oxide complex is prepared by reversely micellar gold solution and cerium solution, and the reverse micelle solution is mixed to proceed the redox reaction, then the micelle is broken with ethanol and recovered. In addition, there is a problem that it takes time and cost because it requires the use of an organic solvent and a surfactant.

特開2013−255887号公報JP2013-255887A 特許第5577226号公報Japanese Patent No. 5577226

M. Haruta, T. Kobayashi, H. Sano, N. Yamada, Chem. Lett., p405-408 (1987).M. Haruta, T. Kobayashi, H. Sano, N. Yamada, Chem. Lett., P405-408 (1987). T. Mitsudime, M. Yamamoto, Z. Maeno, T. Mizugaki, K. Jitsukawa, K. Kaneda, J. Am. Chem. Soc., p13452-13455, 137 (2015).T. Mitsudime, M. Yamamoto, Z. Maeno, T. Mizugaki, K. Jitsukawa, K. Kaneda, J. Am. Chem. Soc., P13452-13455, 137 (2015).

よって、本発明の課題は、触媒として優れた機能を有する、金粒子と該金粒子の表面に被覆されたセリウム酸化物を含んでなる金−セリウム酸化物複合体の新しい形態や製造方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a new form and manufacturing method of a gold-cerium oxide composite having gold particles and cerium oxide coated on the surface of the gold particles, which has an excellent function as a catalyst. It is to be.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、金粒子と該金粒子の表面に被覆されたセリウム酸化物を含んでなる金−セリウム酸化物複合体を、アルカリ性担体に担持された金−セリウム酸化物担持複合触媒が、高い水素化活性、選択性、耐久性、反応性を有することを見出した。また、本発明者らはアルカリ性担体の懸濁液に、金化合物およびセリウム化合物の混合液を滴下した後、これを乾燥させるという簡単な方法により安価で安全に前記金−セリウム酸化物担持複合触媒が製造できることを見出した。更に、本発明者らは、前記金−セリウム酸化物担持複合触媒が選択的水素化に有用であることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have supported a gold-cerium oxide composite comprising gold particles and a cerium oxide coated on the surface of the gold particles on an alkaline carrier. It was found that the gold-cerium oxide-supported composite catalyst has high hydrogenation activity, selectivity, durability, and reactivity. In addition, the inventors of the present invention have provided a gold-cerium oxide-supported composite catalyst that is inexpensive and safe by a simple method in which a mixture of a gold compound and a cerium compound is dropped into a suspension of an alkaline carrier and then dried. Found that can be manufactured. Furthermore, the present inventors have found that the gold-cerium oxide-supported composite catalyst is useful for selective hydrogenation, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、金粒子と該金粒子の表面に被覆されたセリウム酸化物を含んでなる金−セリウム酸化物複合体が、アルカリ性担体に担持されたことを特徴とする金−セリウム酸化物担持複合触媒である。   That is, the present invention provides a gold-cerium oxide characterized in that a gold-cerium oxide composite comprising gold particles and a cerium oxide coated on the surface of the gold particles is supported on an alkaline carrier. It is a supported composite catalyst.

また、本発明は、アルカリ性担体の懸濁液に、金化合物およびセリウム化合物の混合液を滴下した後、これを乾燥することを特徴とする金粒子と該金粒子の表面に被覆されたセリウム酸化物を含んでなる金−セリウム酸化物複合体が、アルカリ性担体に担持された、金−セリウム酸化物担持複合触媒の製造方法である。   The present invention also provides a gold particle and a cerium oxide coated on the surface of the gold particle, wherein a mixture of a gold compound and a cerium compound is dropped into a suspension of an alkaline carrier and then dried. This is a method for producing a gold-cerium oxide-supported composite catalyst in which a gold-cerium oxide composite containing a product is supported on an alkaline carrier.

更に、本発明は、上記金−セリウム酸化物担持複合触媒を用いて有機化合物を選択的に水素化することを特徴とする有機化合物の選択的水素化方法である。   Furthermore, the present invention is a method for selectively hydrogenating an organic compound, wherein the organic compound is selectively hydrogenated using the gold-cerium oxide-supported composite catalyst.

本発明の金−セリウム酸化物担持複合触媒は、例えば、エポキシのアルケン化、アルキンのアルケン化、アルデヒドのアルコール化等における選択的水素化や、極性官能基の選択的水素化を収率・選択率高く実施できるため、医薬中間体等の多段の合成プロセスを必要とする機能性材料の合成のショートカットが可能になる。   The gold-cerium oxide-supported composite catalyst of the present invention can be used in, for example, selective hydrogenation in alkenylation of epoxy, alkene of alkyne, alcoholation of aldehyde, and selective hydrogenation of polar functional groups. Since it can be implemented with high efficiency, a shortcut for synthesizing a functional material that requires a multi-step synthesis process such as a pharmaceutical intermediate is possible.

また、本発明の金−セリウム酸化物担持複合触媒は、製造の際に、有機溶剤と界面活性剤を必須としないため、安価で安全に製造が可能である。   In addition, the gold-cerium oxide-supported composite catalyst of the present invention does not require an organic solvent and a surfactant during production, and thus can be produced inexpensively and safely.

更に、本発明の金−セリウム酸化物担持複合触媒はリンドラー触媒に含まれる鉛等の有害物を使用しないため工業的にも使用しやすい。   Furthermore, since the gold-cerium oxide-supported composite catalyst of the present invention does not use harmful substances such as lead contained in the Lindlar catalyst, it is easy to use industrially.

また更に、本発明の金−セリウム酸化物担持複合触媒はアルカリ性担体に担持されているため使用後に、ろ過によって容易に回収可能であり、更にこの回収された触媒は当初の活性・選択性を維持するので高価な金触媒の再利用も容易である。   Furthermore, since the gold-cerium oxide-supported composite catalyst of the present invention is supported on an alkaline carrier, it can be easily recovered by filtration after use, and the recovered catalyst maintains its original activity and selectivity. Therefore, it is easy to reuse expensive gold catalysts.

本発明の金−セリウム酸化物担持複合触媒の製造例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the manufacture example of the gold-cerium oxide carrying | support composite catalyst of this invention. 従来の金−セリウム酸化物複合触媒の製造例(非特許文献2)を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the manufacture example (nonpatent literature 2) of the conventional gold-cerium oxide composite catalyst. 製造例1で得られた金−セリウム酸化物担持複合触媒(Au@CeO/HT)のTEM画像である(倍率 40万倍)。It is a TEM image of the gold-cerium oxide-supported composite catalyst (Au @ CeO 2 / HT) obtained in Production Example 1 (magnification of 400,000 times). 製造例1で得られた金−セリウム酸化物担持複合触媒(Au@CeO/HT)のHAADF−STEM画像である(倍率100万倍)。It is a HAADF-STEM image of the gold-cerium oxide-supported composite catalyst (Au @ CeO 2 / HT) obtained in Production Example 1 (magnification 1 million times). 製造例1で得られた金−セリウム酸化物担持複合触媒(Au@CeO/HT)のAuの元素マッピング画像である(倍率100万倍)。It is an element mapping image of Au of the gold-cerium oxide supported composite catalyst (Au @ CeO 2 / HT) obtained in Production Example 1 (magnification 1 million times). 製造例1で得られた金−セリウム酸化物担持複合触媒(Au@CeO/HT)のCeの元素マッピング画像である(倍率100万倍)。Gold prepared in Preparation Example 1 - is an element mapping image of Ce in the cerium oxide supported composite catalyst (Au @ CeO 2 / HT) ( magnification of 100 thousand times). 製造例1で得られた金−セリウム酸化物担持複合触媒(Au@CeO/HT)のAuの元素マッピング画像とCeの元素マッピング画像を重ねた画像である(倍率100万倍)。Gold prepared in Preparation Example 1 - cerium oxide supported composite catalyst (Au @ CeO 2 / HT) of Au element mapping images, and Ce element mapping images image superimposed in (magnification of 100 thousand times). 製造例2で得られた金−セリウム酸化物担持複合触媒(Au@CeO/MgO)のTEM画像である(倍率25万倍)。It is a TEM image of the gold-cerium oxide-supported composite catalyst (Au @ CeO 2 / MgO) obtained in Production Example 2 (magnification 250,000 times). 製造例3で得られた金−セリウム酸化物担持複合触媒(Au@CeO/ラポナイト)のTEM画像である(倍率25万倍)。It is a TEM image (250,000 times magnification) of the gold-cerium oxide supported composite catalyst (Au @ CeO 2 / Laponite) obtained in Production Example 3. 製造例4で得られた金−セリウム酸化物担持複合触媒(Au@CeO/アミン修飾シリカ)のTEM画像である(倍率10万倍)。FIG. 4 is a TEM image of the gold-cerium oxide-supported composite catalyst (Au @ CeO 2 / amine-modified silica) obtained in Production Example 4 (magnification of 100,000 times).

本発明の金−セリウム酸化物担持複合触媒(以下、「本発明の触媒」という)は、金粒子と該金粒子の表面に被覆されたセリウム酸化物を含んでなる金−セリウム酸化物複合体が、アルカリ性担体に担持されたものである。以下、本発明の触媒を構成する金−セリウム酸化物複合体と、アルカリ性担体とについて説明する。   The gold-cerium oxide-supported composite catalyst of the present invention (hereinafter referred to as “the catalyst of the present invention”) is a gold-cerium oxide composite comprising gold particles and cerium oxide coated on the surfaces of the gold particles. Is supported on an alkaline carrier. Hereinafter, the gold-cerium oxide composite and the alkaline carrier constituting the catalyst of the present invention will be described.

なお、本明細書においては、上記金−セリウム酸化物複合体は、金ナノ粒子(Au Nano Particles)および/または酸化金ナノ粒子を核(コア)として、その周りをセリウム酸化物(主としてCeO、他にCe等)が被覆していることから、これを「Au@CeO」と表すことがある。また、本発明の触媒は上記金−セリウム酸化物複合体がアルカリ性担体に担持されていることから、「Au@CeO/X(Xはアルカリ性担体名)」と表すことがある。 In the present specification, the gold-cerium oxide composite is composed of gold nanoparticles (Au Nano Particles) and / or gold oxide nanoparticles as a core (core), and cerium oxide (mainly CeO 2 ) around the core. In other cases, such as Ce 2 O 3 ) is coated, which may be expressed as “Au @ CeO 2 ”. In addition, since the gold-cerium oxide complex is supported on an alkaline carrier, the catalyst of the present invention may be expressed as “Au @ CeO 2 / X (X is an alkaline carrier name)”.

(金−セリウム酸化物複合体)
金−セリウム酸化物複合体は、金粒子の表面にセリウム酸化物の粒子が担持されている複合体である。そして、この金−セリウム酸化物複合体の望ましい形態としては、金粒子を核(コア)とし、この核である金粒子の表面にセリウム酸化物の粒子が担持されている構成である。ここで、上記金粒子とは、金属金または酸化金の少なくとも1種から選ばれる金成分の粒子であり、好ましくは金属金の粒子である。上記セリウム酸化物としては、二酸化セリウム(CeO)または三酸化二セリウム(Ce)の少なくとも1種類であり、二酸化セリウム(CeO)のみ、三酸化二セリウム(Ce)のみ、または二酸化セリウム(CeO)と三酸化二セリウム(Ce)との混合物であってもよい。
(Gold-cerium oxide composite)
The gold-cerium oxide composite is a composite in which cerium oxide particles are supported on the surface of gold particles. A desirable form of the gold-cerium oxide composite is a structure in which gold particles are used as nuclei (cores), and cerium oxide particles are supported on the surfaces of the gold particles as the nuclei. Here, the gold particles are particles of a gold component selected from at least one of metal gold and gold oxide, and preferably metal gold particles. The cerium oxide is at least one kind of cerium dioxide (CeO 2 ) or dicerium trioxide (Ce 2 O 3 ), only cerium dioxide (CeO 2 ), only dicerium trioxide (Ce 2 O 3 ). Or a mixture of cerium dioxide (CeO 2 ) and dicerium trioxide (Ce 2 O 3 ).

金−セリウム酸化物複合体において、金粒子の表面にセリウム酸化物が担持されている場合の「担持」の態様は、特に限定されるものではない。例えば、核(コア)となる金粒子の表面にセリウム酸化物が海島構造を形成するように分散して担持された状態であってもよいし、核(コア)の表面のかなりの部分がセリウム酸化物により被覆されているが、核(コア)が部分的に露出している状態であってもよいし、更に核(コア)の全表面がセリウム酸化物で完全に被覆されている状態まで様々な状態であってもよい。また、金−セリウム酸化物複合体は、金−セリウム酸化物粒子のクラスターを形成していてもよく、該クラスター粒子の表面に金粒子が露出している場合はその表面を更にセリウム酸化物で被覆していてもよい。   In the gold-cerium oxide composite, the mode of “supporting” in the case where cerium oxide is supported on the surface of the gold particle is not particularly limited. For example, cerium oxide may be dispersed and supported so as to form a sea-island structure on the surface of gold particles that become the core (core), or a substantial portion of the surface of the core (core) may be cerium. Although it is covered with an oxide, it may be in a state in which the core (core) is partially exposed, or until the entire surface of the core (core) is completely covered with cerium oxide. There may be various states. Further, the gold-cerium oxide composite may form a cluster of gold-cerium oxide particles, and when gold particles are exposed on the surface of the cluster particles, the surface is further made of cerium oxide. It may be coated.

このような担持の態様に応じて、金−セリウム酸化物複合体の成分であるセリウム酸化物の状態は、粒子状態、隣接する粒子同士が連結した状態、その連結が高まって核表面を網目状に覆い、網目において金粒子表面が露出している状態、更に、セリウム酸化物が層状態で金粒子表面を完全に被覆した状態であり得る。   According to such a loading mode, the state of the cerium oxide that is a component of the gold-cerium oxide composite is a particle state, a state in which adjacent particles are connected to each other, the connection is increased, and the surface of the nucleus is reticulated. And the gold particle surface is exposed in the network, and further, the cerium oxide is in a layered state and completely covers the gold particle surface.

セリウム酸化物の状態は、次に述べるCeO/Auのモル比によっても影響を受ける。いずれにしても、核(コア)となる金が表面を被覆しているセリウム酸化物とできるだけ接するように、セリウム酸化物粒子が金粒子を被覆していることが望ましい。 The state of the cerium oxide is also affected by the CeO 2 / Au molar ratio described below. In any case, it is desirable that the cerium oxide particles cover the gold particles so that the gold as the core (core) is in contact with the cerium oxide covering the surface as much as possible.

金粒子からなる核(コア)をセリウム酸化物で被覆する態様は、特に限定されるものではないが、金粒子からなる核(コア)をセリウム酸化物で完全に被覆し、セリウム酸化物の細孔を通じて基質が金に触れることができる場合に、一般的に水素化される水素化反応部位と本発明で水素化する炭素−炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の該炭素−炭素三重結合、または極性官能基の反応性および選択性に優れることがある。これは、金粒子の表面上の活性点では炭素−炭素二重結合の水素化活性を持つ水素分子の均一開裂が起こるが、金−セリウム酸化物界面の活性点では炭素−炭素三重結合からcis−炭素−炭素二重結合への選択的水素化やエポキシ基やニトロ基等の極性官能基の選択的水素化に有利な水素分子の不均一開裂が優先するために選択性が発現すると考えられるからである。   The mode in which the core (core) made of gold particles is coated with cerium oxide is not particularly limited, but the core (core) made of gold particles is completely covered with cerium oxide, and the cerium oxide fine particles are coated. The carbon in a compound having a hydrogenation reaction site that is generally hydrogenated and a carbon-carbon triple bond that is hydrogenated in the present invention, or a polar functional group when the substrate can contact gold through the pores. The reactivity and selectivity of the carbon triple bond or polar functional group may be excellent. This is because hydrogen molecules having hydrogenation activity of carbon-carbon double bonds occur at the active sites on the surface of the gold particles, but cis from the carbon-carbon triple bonds at the active sites at the gold-cerium oxide interface. -Selectivity appears to occur because the heterogeneous cleavage of hydrogen molecules prioritizes selective hydrogenation to carbon-carbon double bonds and selective hydrogenation of polar functional groups such as epoxy groups and nitro groups. Because.

金−セリウム酸化物複合体の成分である金粒子からなる核(コア)を被覆するセリウム酸化物粒子は特に制限されるものではなく、一次粒子でもよく、二次粒子でもよい。セリウム酸化物粒子の平均粒子径は2〜40nmが好ましく、4〜20nmがより好ましい。なお、本願において「平均粒径」とは、電子顕微鏡写真観察による、任意の粒子数の直径の平均値のことをいう。セリウム酸化物粒子の平均粒子径(シェル粒子径)が2nm以上であると選択性の向上に効果的であり、40nm以下であると活性向上に効果的である。   The cerium oxide particle which coat | covers the nucleus (core) which consists of a gold particle which is a component of a gold-cerium oxide composite body is not restrict | limited, A primary particle may be sufficient and a secondary particle may be sufficient. The average particle size of the cerium oxide particles is preferably 2 to 40 nm, and more preferably 4 to 20 nm. In the present application, the “average particle diameter” refers to an average value of diameters of an arbitrary number of particles by observation with an electron micrograph. When the average particle diameter (shell particle diameter) of the cerium oxide particles is 2 nm or more, the selectivity is effective, and when it is 40 nm or less, the activity is improved.

ここで、金粒子は、金(Au)を含有していれば特に制限されるものではなく、好ましくは金属金である。金粒子は一次粒子でもよく、二次粒子であってもよい。金粒子の平均粒子径は1〜30nmが好ましく、1〜10nmがより好ましい。なお、本明細書において「平均粒子径」とは、電子顕微鏡で任意の数の粒子の直径を観察し、それらの直径の平均値のことをいう。   Here, the gold particles are not particularly limited as long as they contain gold (Au), and are preferably metal gold. The gold particles may be primary particles or secondary particles. The average particle diameter of the gold particles is preferably 1 to 30 nm, and more preferably 1 to 10 nm. In the present specification, the “average particle diameter” means an average value of the diameters of an arbitrary number of particles observed with an electron microscope.

(金−セリウム酸化物複合体[CeO/Au]のモル比)
金−セリウム酸化物複合体の金粒子中の金とセリウム酸化物の組成比は、セリウム酸化物(CeO)/金属としての金(Au)のモル数のモル数換算で、モル比[CeO/Au]=10〜50が好ましく、15〜40であることがより好ましく、20〜30であることが更に好ましい。[CeO/Au]モル比が10以上であると、水素化反応部位と炭素−炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の該炭素−炭素三重結合、または極性官能基の選択率の向上に効果的であり、[CeO/Au]モル比が50以下であると、水素化反応部位と炭素−炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の該炭素−炭素三重結合、または極性官能基の転化率の向上に効果的であるため好ましい。
(Molar ratio of gold-cerium oxide composite [CeO 2 / Au])
The composition ratio of gold and cerium oxide in the gold particles of the gold-cerium oxide composite is a molar ratio [CeO in terms of the number of moles of cerium oxide (CeO 2 ) / gold (Au) as a metal. 2 / Au] = 10-50 is preferable, 15-40 is more preferable, and 20-30 is still more preferable. When the [CeO 2 / Au] molar ratio is 10 or more, the selectivity of the carbon-carbon triple bond or polar functional group in a compound having a hydrogenation reaction site and a carbon-carbon triple bond or polar functional group When the [CeO 2 / Au] molar ratio is 50 or less, the carbon-carbon triple bond in a compound having a hydrogenation reaction site and a carbon-carbon triple bond or a polar functional group Or is preferable because it is effective in improving the conversion rate of the polar functional group.

(金−セリウム酸化物複合体の粒子径)
金−セリウム酸化物複合体は、その形状がほぼ真球状であったり、「コア−シェル型構造」である場合、その粒子径は特に限定されるものではないが、平均粒子径で5〜100nmであることが好ましく、10〜50nmであることがより好ましい。平均粒子径が5nm以上であると水素化反応部位と炭素−炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の該炭素−炭素三重結合、または極性官能基の選択率(以下「選択率」ということがある。)の向上に効果的であり、100nm以下である水素化反応部位と炭素−炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の該炭素−炭素三重結合、または極性官能基の転化率(以下「転化率」ということがある。)の向上に効果的である。
(Particle size of gold-cerium oxide composite)
When the shape of the gold-cerium oxide composite is almost spherical or “core-shell structure”, the particle diameter is not particularly limited, but the average particle diameter is 5 to 100 nm. It is preferable that it is 10-50 nm. When the average particle size is 5 nm or more, the selectivity of the carbon-carbon triple bond or polar functional group in a compound having a hydrogenation reaction site and a carbon-carbon triple bond or polar functional group (hereinafter referred to as “selectivity”). The carbon-carbon triple bond or polar functional group in a compound having a hydrogenation reaction site and a carbon-carbon triple bond or polar functional group that is 100 nm or less is effective. It is effective to improve the conversion rate (hereinafter referred to as “conversion rate”).

ここで、「コア−シェル型構造」とは、金粒子からなる核(コア)粒子の表面に、セリウム酸化物粒子からなるシェル層が形成された二層構造をいい、必ずしもシェル層が核(コア)を完全に覆っていることを意味する訳ではないが、できるだけ覆われた状態が良く、シェル層が厚いほうが良い。   Here, the “core-shell type structure” means a two-layer structure in which a shell layer made of cerium oxide particles is formed on the surface of a core particle made of gold particles, and the shell layer is not necessarily a core ( It does not mean that the core) is completely covered, but it is better that it is covered as much as possible and the shell layer is thicker.

また、コア−シェル型構造において、シェル層が核(コア)を一様に覆っていながらも、基質が核(コア)である金粒子とシェル層であるセリウム酸化物の界面の作用を受けながら反応することができる程度の細孔をシェル層が有することが好ましい。また、金−セリウム酸化物複合体は、金−セリウム酸化物複合体の粒子からなるクラスターを形成していても良く、また、該クラスターの表面に金粒子が露出している場合はその表面を更にセリウム酸化物で被覆していてもよい。このようなクラスターの形状は2個以上のコア−シェル型構造を有する金−セリウム酸化物複合体の粒子が集合したものの他、コアとなる金粒子2個以上の表面をシェルとなるセリウム酸化物成分が被覆している状態であってもよい。   Moreover, in the core-shell type structure, the shell layer uniformly covers the core (core), but the substrate is affected by the interface between the gold particles whose core is the core and the cerium oxide which is the shell layer. It is preferable that the shell layer has pores that can react. Further, the gold-cerium oxide composite may form a cluster composed of particles of the gold-cerium oxide composite, and when gold particles are exposed on the surface of the cluster, the surface of the gold-cerium oxide composite Further, it may be coated with cerium oxide. Such a cluster has a shape in which two or more particles of a gold-cerium oxide composite having a core-shell structure are aggregated, and a cerium oxide in which the surface of two or more gold particles as a core serves as a shell. The state which the component has coat | covered may be sufficient.

このようなシェル層の細孔の大きさは、金−セリウム酸化物複合体に対して、窒素、ヘリウム、クリプトン等のガスを用いて行うガス吸着法等によって測定できる。この細孔の大きさは、特に限定されないが、基質分子が通過可能な程度の大きさの細孔径を有すればよく、その一例としては、後述する実施例に記載の基質が通過できる大きさである、平均細孔径として0.3〜5.0nm程度であることが好ましく、より好ましくは0.3〜1.0nmである。平均細孔径が0.3nmより小さいと、基質が芳香族化合物の場合、シェル層の細孔を通過できず転化率が低くなる恐れがある化合物があるため好ましくないことがある。また、平均細孔径が5.0nmより大きいと、基質が核(コア)である金粒子とシェル層を構成するセリウム酸化物の両方の作用を充分に受けることができず、水素化反応部位と炭素−炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の炭素−炭素三重結合、または極性官能基の選択率が低くなる恐れがあるため好ましくないことがある。   Such a pore size of the shell layer can be measured by a gas adsorption method or the like performed using a gas such as nitrogen, helium, or krypton on the gold-cerium oxide composite. The size of the pore is not particularly limited as long as it has a pore diameter that is large enough to allow the substrate molecule to pass therethrough. As an example, the size described above can be passed through the substrate. The average pore diameter is preferably about 0.3 to 5.0 nm, more preferably 0.3 to 1.0 nm. When the average pore diameter is smaller than 0.3 nm, when the substrate is an aromatic compound, it may not be preferable because there is a compound that cannot pass through the pores of the shell layer and the conversion rate may be lowered. On the other hand, if the average pore size is larger than 5.0 nm, it is not possible to sufficiently receive the action of both the gold particles whose core is the core and the cerium oxide constituting the shell layer, and the hydrogenation reaction sites and Since the selectivity of a carbon-carbon triple bond or a polar functional group in a compound having a carbon-carbon triple bond or a polar functional group may be lowered, it may not be preferable.

なお、金−セリウム酸化物複合体がコア−シェル型構造を有する場合は、特に、その核(コア)となる金粒子の大きさが、1〜30nmであることが好ましく、1〜10nmであることがより好ましい。金粒子の粒子径が1nm以上であると、水素化反応部位と炭素−炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の該極性官能基の選択率の向上に効果的であり、30nm以下であると水素化反応部位と極性官能基とを有する化合物中の該炭素−炭素三重結合、または極性官能基の転化率の向上に効果的である。そして、シェル層となるセリウム酸化物粒子は、核(コア)となる金粒子の周囲を2〜40nmの厚みを有するシェル層として被覆していることが好ましく、4〜20nmの厚みのシェル層として被覆していることがより好ましい。シェル層の厚みが2nm以上であると、水素化反応部位と炭素−炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の該極性官能基の選択率の向上に効果的な場合があり、40nm以下であると水素化反応部位と極性官能基とを有する化合物中の該炭素−炭素三重結合、または極性官能基の転化率の向上に効果的な場合がある。   In addition, when the gold-cerium oxide composite has a core-shell type structure, the size of the gold particles serving as the core is preferably 1 to 30 nm, and preferably 1 to 10 nm. It is more preferable. When the particle diameter of the gold particles is 1 nm or more, it is effective for improving the selectivity of the polar functional group in the compound having a hydrogenation reaction site and a carbon-carbon triple bond or a polar functional group, and is 30 nm or less. When it is, it is effective in improving the conversion of the carbon-carbon triple bond or the polar functional group in the compound having a hydrogenation reaction site and a polar functional group. And it is preferable that the cerium oxide particle used as a shell layer coat | covers the circumference | surroundings of the gold particle | grains used as a nucleus (core) as a shell layer which has a thickness of 2-40 nm as a shell layer of 4-20 nm in thickness. More preferably, it is coated. When the thickness of the shell layer is 2 nm or more, it may be effective in improving the selectivity of the polar functional group in a compound having a hydrogenation reaction site and a carbon-carbon triple bond or a polar functional group, The following may be effective in improving the conversion of the carbon-carbon triple bond or the polar functional group in the compound having a hydrogenation reaction site and a polar functional group.

また、コア−シェル型構造のシェル層を構成するセリウム酸化物が粒子である場合、セリウム酸化物の平均粒子径は2〜40nmであることが好ましく、4〜20nmであることがより好ましい。セリウム酸化物粒子の平均粒子径(シェル平均粒子径)が2nm以上であると水素化反応部位と炭素‐炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の該炭素‐炭素三重結合、または極性官能基の選択率の向上に効果的な場合があり、40nm以下であると水素化反応部位と炭素‐炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の該炭素‐炭素三重結合、または極性官能基の転化率の向上に効果的な場合がある。   Moreover, when the cerium oxide which comprises the shell layer of a core-shell type structure is particle | grains, it is preferable that the average particle diameter of cerium oxide is 2-40 nm, and it is more preferable that it is 4-20 nm. When the average particle diameter (shell average particle diameter) of the cerium oxide particles is 2 nm or more, the carbon-carbon triple bond or the polarity in the compound having a hydrogenation reaction site and a carbon-carbon triple bond or a polar functional group It may be effective in improving the selectivity of the functional group, and if it is 40 nm or less, the carbon-carbon triple bond in a compound having a hydrogenation reaction site and a carbon-carbon triple bond, or a polar functional group, or polarity It may be effective in improving the conversion rate of the functional group.

なお、金−セリウム酸化物複合体がコア−シェル型構造である場合、その形状は特に限定されるものではないが、独立した粒子であることが好ましい。また、その形状はほぼ真球状であってもよい。このように、金−セリウム酸化物複合体粒子の形状がほぼ真球状である場合その作用・効果は以下のように考えられる。   When the gold-cerium oxide composite has a core-shell type structure, the shape is not particularly limited, but is preferably an independent particle. Further, the shape may be substantially spherical. Thus, when the shape of the gold-cerium oxide composite particles is almost spherical, the action and effect are considered as follows.

すなわち、本発明の触媒に含まれる金−セリウム酸化物複合体による炭素−炭素三重結合、または極性官能基の酸素原子に対する高い選択性は、水素分子の不均一開裂による極性の高い水素種を効率よく生成させて、水素分子の均一開裂による極性の低い水素種をほとんど生成しないことによるものと考えられる。水素分子の不均一開裂は、金粒子とセリウム酸化物の境界面近傍で起こり、水素分子の均一開裂は金粒子の表面上で起こる。   That is, the high selectivity of the carbon-carbon triple bond by the gold-cerium oxide complex contained in the catalyst of the present invention or the oxygen atom of the polar functional group is effective for highly polar hydrogen species due to heterogeneous cleavage of hydrogen molecules. It is thought that this is due to the fact that it generates well and generates almost no low-polarity hydrogen species due to the uniform cleavage of hydrogen molecules. The heterogeneous cleavage of hydrogen molecules occurs near the interface between the gold particles and cerium oxide, and the uniform cleavage of hydrogen molecules occurs on the surface of the gold particles.

また、金−セリウム酸化物複合体がセリウム酸化物によって当該複合体中の金粒子表面が適当に被覆されたコア−シェル型構造の金−セリウム酸化物複合体であると、反応分子である基質がアクセスできる活性点のほとんどを金粒子とセリウム酸化物の境界面近傍とすることができると共に、水素分子の均一開裂が起きるような金粒子単独の表面が少ないためではないかと考えられる。50nm以上の比較的大きい金粒子では触媒作用が発現し難いため、選択性が高くなっていると考えられる。   Further, when the gold-cerium oxide composite is a core-shell type gold-cerium oxide composite in which the surface of the gold particles in the composite is appropriately coated with cerium oxide, the substrate which is a reactive molecule This is probably because most of the active sites that can be accessed can be in the vicinity of the interface between the gold particles and the cerium oxide, and the surface of the gold particles alone is such that uniform cleavage of hydrogen molecules occurs. Since relatively large gold particles of 50 nm or more hardly exhibit a catalytic action, it is considered that the selectivity is high.

(金−セリウム酸化物複合体の形状)
本発明の触媒に含まれる金−セリウム酸化物複合体の形状がほぼ真球状である場合、セリウム酸化物による金粒子の被覆を均一にしやすく、前記のような作用が得やすい触媒を形成し易く、選択性の高い触媒が得られる場合がある。
(Gold-cerium oxide composite shape)
When the shape of the gold-cerium oxide composite contained in the catalyst of the present invention is almost spherical, it is easy to uniformly coat the gold particles with the cerium oxide, and it is easy to form a catalyst that can easily obtain the above-described action. In some cases, a highly selective catalyst can be obtained.

また、本発明に使用される金−セリウム酸化物複合体の形状がほぼ真球状のコア−シェル型構造である場合にも、セリウム酸化物による金粒子の被覆は完全に被覆する状態の他、隣接するセリウム酸化物粒子の間に隙間がある不完全な被覆であってもよい。金粒子が一部露出している状態の場合、その露出状態は特に限定されるものではないが、若干の露出があると水素化反応部位と炭素−炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物の該炭素−炭素三重結合、または極性官能基に対して、優れた反応性並びに選択性が優れることがある。   In addition, even when the shape of the gold-cerium oxide composite used in the present invention is a substantially spherical core-shell structure, the gold particles are completely covered with cerium oxide, It may be an incomplete coating with a gap between adjacent cerium oxide particles. In the case where the gold particles are partially exposed, the exposed state is not particularly limited, but if there is some exposure, it has a hydrogenation reaction site and a carbon-carbon triple bond, or a polar functional group. Excellent reactivity and selectivity may be excellent with respect to the carbon-carbon triple bond or polar functional group of the compound.

(アルカリ性担体)
本発明の触媒の担体(母材)であるアルカリ性担体は、特に限定されるものではなく、例えば、アルカリ金属およびアルカリ土類金属から選ばれる1種以上の金属を含むものが挙げられ、具体的には、アルカリ金属およびアルカリ土類金属から選ばれる1種以上の金属を含む酸化物、水酸化物、炭酸塩、ケイ酸塩等が挙げられ、より具体的には、ハイドロタルサイト、モンモリロナイト、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム等の酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム等の炭酸塩、ラポナイト等のケイ酸塩等が挙げられる。また、アルカリ性担体は、アルカリ性担体のみではなく、アルカリ性担体とアルミナやシリカ等の中性担体との混合物、中性担体にアルカリ成分を担持させたもの、中性担体をアミン等で修飾し、アルカリ性の担体としたもの等でもよい。本発明においては、これらの中でも、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウム等が好ましい。なお、これらアルカリ性担体としては、カウンターアニオンが強酸でなく、アルカリ成分が水溶液中に溶けださないものが好ましい。これは本発明におけるアルカリ性担体が、触媒成分である金−セリウム酸化物複合体を分散させるための担体としてだけではなく、金−セリウム酸化物複合体を形成するための酸化還元反応場としても働いていると考えられるため、溶液中で固体表面上に塩基点が出ているほうが良いと考えられるからである。
(Alkaline carrier)
The alkaline carrier that is the carrier (base material) of the catalyst of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include those containing one or more metals selected from alkali metals and alkaline earth metals. Include oxides, hydroxides, carbonates, silicates and the like containing one or more metals selected from alkali metals and alkaline earth metals. More specifically, hydrotalcite, montmorillonite, Examples thereof include oxides such as magnesium oxide, calcium oxide and barium oxide, hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide, carbonates such as calcium carbonate, and silicates such as laponite. The alkaline carrier is not only an alkaline carrier, but also a mixture of an alkaline carrier and a neutral carrier such as alumina or silica, a neutral carrier carrying an alkaline component, a neutral carrier modified with an amine, etc. What was used as the support | carrier may be sufficient. Of these, hydrotalcite, magnesium oxide and the like are preferable in the present invention. These alkaline carriers are preferably those in which the counter anion is not a strong acid and the alkali component does not dissolve in the aqueous solution. This is because the alkaline carrier in the present invention works not only as a carrier for dispersing the gold-cerium oxide complex as the catalyst component but also as a redox reaction field for forming the gold-cerium oxide complex. This is because it is considered better to have a base point on the solid surface in the solution.

上記ハイドロタルサイトとしては、特に制限されることはなく、天然に産出されたハイドロタルサイトを使用してもよく、また、合成ハイドロタルサイトまたは合成ハイドロタルサイト様化合物を使用してもよい。   The hydrotalcite is not particularly limited, and a naturally produced hydrotalcite may be used, or a synthetic hydrotalcite or a synthetic hydrotalcite-like compound may be used.

上記ハイドロタルサイトは、例えば、下記式(1)
II 8-XIII X(OH)16A・nH2O (1)
(式中、MIIは、Mg2+、Fe2+、Zn2+、Ca2+、Li2+、Ni2+、Co2+、Cu2+、Mn2+から選択された少なくとも1種の二価の金属であり、MIIIはAl3+、Fe3+、Mn3+、Ru3+から選択された少なくとも1種の三価の金属である。xは1〜7の整数を示す。Aは二価のアニオンを示し、nは0〜30の整数を示す)
または、下記式(2)
[Mg2+ 1-yAl3+y(OH)2]y+[(Ds-)y/s・mH2O]y- (2)
(式中、yは0.20≦y≦0.33を満たす数を示し、Ds-はs価のアニオンを示す。mは0〜30の整数を示す)
で表される。本発明におけるハイドロタルサイトとしては、なかでも、目的化合物を極めて高い収率で得られる点で、上記式(1)においてMIIがMg2+、MIIIがAl3+、AがCO3 2-であるものが好ましく、特に、Mg6Al2(OH)16CO3・nH2Oで表されるハイドロタルサイトを好適に使用することができる。
The hydrotalcite is, for example, the following formula (1)
M II 8-X M III X (OH) 16 A · nH 2 O (1)
( Wherein M II is at least one selected from Mg 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ , Ca 2+ , Li 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Cu 2+ , and Mn 2+. M II I is at least one trivalent metal selected from Al 3+ , Fe 3+ , Mn 3+ and Ru 3+ , x is an integer of 1 to 7 A represents a divalent anion, and n represents an integer of 0 to 30)
Or the following formula (2)
[Mg 2+ 1-y Al 3 + y (OH) 2 ] y + [(Ds−) y / s · mH 2 O] y− (2)
(Wherein y represents a number satisfying 0.20 ≦ y ≦ 0.33, Ds− represents an s-valent anion, and m represents an integer of 0 to 30)
It is represented by As the hydrotalcite in the present invention, in particular, M II is Mg 2+ , M III is Al 3+ , and A is CO 3 2 in the above formula (1) in that the target compound can be obtained in an extremely high yield. In particular, hydrotalcite represented by Mg 6 Al 2 (OH) 16 CO 3 .nH 2 O can be preferably used.

これらアルカリ性担体の中でも少なくとも酸化マグネシウムを含むものが好ましく、特にハイドロタルサイト(MgAl(CO)(OH)16・4HO)、酸化マグネシウム(MgO)等が好ましい。 Preferably contains at least magnesium oxide Among these alkaline carriers, especially hydrotalcite (Mg 6 Al 2 (CO 3 ) (OH) 16 · 4H 2 O), and magnesium oxide (MgO) is preferred.

また、アルカリ性担体の吸着能等の諸物性は、特に限定されるものではないが、例えばその吸着能は、いわゆるBET値として0.1〜300m/gであってもよく、平均粒径としては0.1〜100μmであってもよい。本発明においては、アルカリ性担体の吸着能は、0.5〜180m/gであることが好ましい。 Further, the physical properties such as the adsorption capacity of the alkaline carrier are not particularly limited. For example, the adsorption capacity may be 0.1 to 300 m 2 / g as a so-called BET value, May be from 0.1 to 100 μm. In the present invention, the adsorption capacity of the alkaline carrier is preferably 0.5 to 180 m 2 / g.

更に、アルカリ性担体の形態も、特に限定されず、例えば、粉末状、球形粒状、不定形顆粒状、円柱形ペレット状、押し出し形状、リング形状等が挙げられる。   Furthermore, the form of the alkaline carrier is not particularly limited, and examples thereof include powder, spherical granules, irregular granules, cylindrical pellets, extruded shapes, and ring shapes.

本発明の触媒において、金−セリウム酸化物複合体がアルカリ性担体に担持される態様は、特に制限されるものではなく、アルカリ性担体の形態により、種々の態様を採ることができ、担持される位置も単純に制御されていなくてもよいし、細孔の内側であったり、表面のみであってもよい。また、中性担体に修飾されたアルカリ成分を持つような担体に担持される形であってもよい。なお、本発明の触媒における金−セリウム酸化物複合体のアルカリ性担体への担持量は、特に限定されないが、例えば、金属換算の金の量で0.1〜10wt%であることが好ましい。   In the catalyst of the present invention, the aspect in which the gold-cerium oxide complex is supported on the alkaline carrier is not particularly limited, and various aspects can be taken depending on the form of the alkaline carrier, and the position where the gold-cerium oxide complex is supported. May not be simply controlled, or may be inside the pores or only on the surface. Moreover, the form carry | supported by the support | carrier which has the alkaline component modified by the neutral support | carrier may be sufficient. The amount of the gold-cerium oxide composite supported on the alkaline carrier in the catalyst of the present invention is not particularly limited, but for example, it is preferably 0.1 to 10% by weight in terms of metal.

本発明の触媒は、金−セリウム酸化物複合体に比べて当然粒子径は大きくなるため、反応に使用した後に分離も容易になり、触媒の再使用においても有利であることは言うまでもない。   The catalyst of the present invention naturally has a larger particle size than the gold-cerium oxide composite, so that it can be easily separated after being used in the reaction, and it is needless to say that it is advantageous in reusing the catalyst.

(触媒に追加できる成分)
本発明の触媒は、上記した金−セリウム酸化物複合体がアルカリ性担体に担持されていればよく、金−セリウム酸化物複合体の効果を損なわない範囲で、別の触媒や担体等を常法に従って含有させてもよい。
(Components that can be added to the catalyst)
In the catalyst of the present invention, the above-described gold-cerium oxide composite may be supported on an alkaline carrier, and another catalyst, carrier, etc. may be used in a conventional manner as long as the effect of the gold-cerium oxide composite is not impaired. It may be included according to

(本発明の触媒の製造方法)
本発明の触媒は、アルカリ性担体の懸濁液に、金化合物およびセリウム化合物の混合液を滴下した後、これを乾燥する方法により製造できる(以下、「本発明方法」という)。
(Method for producing the catalyst of the present invention)
The catalyst of the present invention can be produced by a method in which a mixed liquid of a gold compound and a cerium compound is dropped into a suspension of an alkaline carrier and then dried (hereinafter referred to as “the method of the present invention”).

本発明方法に用いられるアルカリ性担体の懸濁液は、特に限定されず、例えば、水等の溶媒に、上記したアルカリ性担体を添加、混合、撹拌すればよい。撹拌の条件は特に限定されず、懸濁液となるような条件であればよい。また、溶媒には、更に、アルコール等を添加してもよい。また、懸濁液の温度は特に限定されないが、例えば、0〜100℃、好ましくは10〜50℃である。   The suspension of the alkaline carrier used in the method of the present invention is not particularly limited. For example, the above-described alkaline carrier may be added to a solvent such as water, mixed, and stirred. The conditions for stirring are not particularly limited, and may be any conditions as long as a suspension is obtained. Moreover, you may add alcohol etc. to a solvent further. Moreover, the temperature of suspension is not specifically limited, For example, 0-100 degreeC, Preferably it is 10-50 degreeC.

本発明に用いられる金化合物は、上記したアルカリ性担体上でセリウム化合物と金-セリウム複合体構造を構成する金化合物を生じるものであれば特に限定されないが、例えば、塩化金酸、塩化金、フッ化金、臭化金、ヨウ化金等の水溶性の塩が挙げられ、特に塩化金酸が好ましい。   The gold compound used in the present invention is not particularly limited as long as it produces a gold compound constituting a gold-cerium complex structure with a cerium compound on the above alkaline carrier. For example, chloroauric acid, gold chloride, fluorine Water-soluble salts such as gold chloride, gold bromide and gold iodide can be mentioned, and chloroauric acid is particularly preferable.

本発明に用いられるセリウム化合物は、上記したアルカリ性担体上で金化合物と金-セリウム複合体構造を構成するセリウム化合物を生じるものであれば特に限定されないが、例えば、硝酸セリウム、酢酸セリウム、塩化セリウム、硫酸セリウム、亜硫酸セリウム等が挙げられ、特に硝酸セリウムが好ましい。   The cerium compound used in the present invention is not particularly limited as long as it produces a cerium compound constituting a gold compound and a gold-cerium complex structure on the above-described alkaline carrier. For example, cerium nitrate, cerium acetate, cerium chloride Cerium sulfate, cerium sulfite and the like, and cerium nitrate is particularly preferable.

本発明に用いられる金化合物およびセリウム化合物の混合液は、上記した金化合物と、セリウム化合物を水等の溶媒に添加し、撹拌をすればよい。金化合物とセリウム化合物はモル比で1:10〜50、好ましくは1:13〜40、さらに好ましくは1:15〜30で添加すればよい。また、混合液の温度は特に限定されないが、例えば、0〜100℃、好ましくは10〜50℃である。   The mixed solution of the gold compound and the cerium compound used in the present invention may be stirred by adding the gold compound and the cerium compound to a solvent such as water. The gold compound and the cerium compound may be added at a molar ratio of 1:10 to 50, preferably 1:13 to 40, more preferably 1:15 to 30. Moreover, although the temperature of a liquid mixture is not specifically limited, For example, it is 0-100 degreeC, Preferably it is 10-50 degreeC.

上記のようにして調製したアルカリ性担体の懸濁液に、上記で調製した金化合物およびセリウム化合物の混合液を滴下する。滴下の条件は特に限定されないが、金成分の還元に十分な塩基点があれば良く、金属換算の金0.1mmolに対してアルカリ性担体0.1〜100g、好ましくは1〜10gの量で撹拌しながら行う。滴下後は0.5〜12時間、好ましくは1〜3時間撹拌を続ける。   The mixed liquid of the gold compound and the cerium compound prepared above is added dropwise to the suspension of the alkaline carrier prepared as described above. The conditions for dropping are not particularly limited, but it is sufficient if there is a sufficient basic point for the reduction of the gold component. While doing. After dropping, stirring is continued for 0.5 to 12 hours, preferably 1 to 3 hours.

上記のようにして滴下した後は懸濁液を乾燥させればよい。乾燥の前には、懸濁液を水等による洗浄、ろ過等の前処理をしてもよい。乾燥の条件は特に限定されないが、真空下、5〜100℃、好ましくは室温で乾燥させる。乾燥後は、更に、粉砕等を行ってもよい。   After dropping as described above, the suspension may be dried. Prior to drying, the suspension may be subjected to pretreatment such as washing with water and filtration. Although the drying conditions are not particularly limited, the drying is performed under vacuum at 5 to 100 ° C., preferably at room temperature. After drying, pulverization or the like may be further performed.

斯くして得られる本発明の触媒は、例えば、TEM(Transmission Electron Microscope;透過型電子顕微鏡)、FE−SEM(Field Emission−Scanning Electron Microscope;電界放射型走査電子顕微鏡)等で製造できていることを確認することができる。   The catalyst of the present invention thus obtained can be produced by, for example, TEM (Transmission Electron Microscope), FE-SEM (Field Emission-Scanning Electron Microscope), and the like. Can be confirmed.

(選択的水素化)
本発明の触媒は、従来の金−セリウム酸化物複合体触媒と同様に選択的水素化や、自動車等の排ガス処理触媒や水素センサー等の材料等に用いることもできるが、好ましくは有機化合物の選択的水素化である。
(Selective hydrogenation)
The catalyst of the present invention can be used for selective hydrogenation as in the case of conventional gold-cerium oxide composite catalysts, materials for exhaust gas treatment catalysts for automobiles, hydrogen sensors, etc. Selective hydrogenation.

上記有機化合物としては、特に限定されないが、例えば、炭素−炭素三重結合と水素化反応部位を持つ有機化合物、ニトロ基、アルデヒド基、エポキシ基等の極性官能基の何れかと水素化反応部位を持つ有機化合物等が挙げられる。これらの有機化合物の中でも、アルデヒド基またはエポキシ基の何れかの極性官能基と水素化反応部位を持つ有機化合物が好ましい。   Although it does not specifically limit as said organic compound, For example, it has a hydrogenation reaction site | part with any of polar functional groups, such as an organic compound with a carbon-carbon triple bond and a hydrogenation reaction site | part, a nitro group, an aldehyde group, an epoxy group. An organic compound etc. are mentioned. Among these organic compounds, organic compounds having a polar functional group of either an aldehyde group or an epoxy group and a hydrogenation reaction site are preferable.

上記した、炭素−炭素三重結合と水素化反応部位を持つ有機化合物としては、例えば、末端アルキンでも内部アルキンでもよく、具体的には、フェニルアセチレン、ブロモフェニルアセチレン、クロロフェニルアセチレン、アミノフェニルアセチレン、ベンジルアセチレン、フェニルプロパンギル酸エチル、2−ヘキシン−1−オール等が挙げられる。また、ニトロ基と水素化反応部位を持つ化合物としては、例えば、ニトロスチレン、ニトロスチリルベンゼン等が挙げられ、アルデヒド基と水素化反応部位を持つ化合物としては、例えば、シトラール等のテルペノイド類等が挙げられ、エポキシ基と水素化反応部位を持つ化合物としては、例えば、スチルベンオキシド、スチレンオキシド、メチルスチレンオキシド、フルオロスチレンオキシド、クロロスチレンオキシド、エポキシ桂皮酸エチル等のエポキシ化合物等が挙げられる。   The organic compound having a carbon-carbon triple bond and a hydrogenation reaction site may be, for example, a terminal alkyne or an internal alkyne. Specifically, phenylacetylene, bromophenylacetylene, chlorophenylacetylene, aminophenylacetylene, benzyl Examples include acetylene, ethyl phenylpropane formate, 2-hexyn-1-ol and the like. Examples of the compound having a nitro group and a hydrogenation reaction site include nitrostyrene and nitrostyrylbenzene. Examples of the compound having an aldehyde group and a hydrogenation reaction site include terpenoids such as citral. Examples of the compound having an epoxy group and a hydrogenation reaction site include epoxy compounds such as stilbene oxide, styrene oxide, methylstyrene oxide, fluorostyrene oxide, chlorostyrene oxide, and ethyl ethyl cinnamate.

本発明の触媒を用いて有機化合物を選択的に水素化する方法は、特に限定されず、有機化合物の種類と、水素化の関係により適宜設定方法を選択すればよい。この水素化は、例えば、有機溶剤を含む液相で行えばよく、具体的には、液相中で本発明の触媒と、有機化合物と、水素ガスを接触させることにより行えばよい。液相は有機溶剤のみあるいは有機溶剤と水の混液が好ましく、有機溶剤のみがより好ましい。   A method for selectively hydrogenating an organic compound using the catalyst of the present invention is not particularly limited, and a setting method may be appropriately selected depending on the kind of the organic compound and the hydrogenation relationship. This hydrogenation may be performed, for example, in a liquid phase containing an organic solvent. Specifically, the hydrogenation may be performed by bringing the catalyst of the present invention, an organic compound, and hydrogen gas into contact with each other in the liquid phase. The liquid phase is preferably only an organic solvent or a mixture of an organic solvent and water, more preferably only an organic solvent.

上記水素化の際に用いられる有機溶剤は、特に限定されないが、例えば、ドデカン、シクロヘキサン等の炭素原子数5〜20の脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン等の炭素原子数7〜9の芳香族炭化水素、オキセタン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒロドピラン(THP)、フラン、ジベンゾフラン、フラン等の鎖状構造または環状構造を有するエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテル等から選択される1種以上が挙げられ、これらの中でも特にトルエンは水素化に対する安定性が高いため好ましい。   Although the organic solvent used in the case of the said hydrogenation is not specifically limited, For example, C5-C9 aliphatic hydrocarbons, such as C5-C20 aliphatic hydrocarbons, such as dodecane and a cyclohexane, Aromatics C7-C9 aromatics, such as toluene and xylene 1 selected from hydrocarbon, oxetane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), ether having a chain structure or cyclic structure such as furan, dibenzofuran, furan, polyether such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, etc. Among them, toluene is particularly preferable because of its high stability against hydrogenation.

上記水素化は、液相中で行われるが、これに含まれる有機溶剤の使用量としては、例えば、上記有機化合物の濃度が0.5〜2.0質量%程度となる範囲内で使用することが好ましい。また、上記水素化の際の本発明の触媒の使用量は、例えば、触媒中の金の量を基準として有機化合物に対して0.0001〜50モル%程度であり、0.01〜20モル%程度が好ましく、0.1〜5モル%程度がより好ましい。この水素化は温和な条件でも、円滑に反応を進行させることができる。反応温度としては、基質の種類や目的生成物の種類等に応じて適宜調整することができ、例えば、10〜100℃、好ましくは10〜50℃程度、特に好ましくは10〜40℃程度である。反応時間は、反応温度および圧力に応じて適宜調整することができ、例えば10分〜48時間程度、好ましくは1時間〜48時間程度、特に好ましくは4時間〜30時間程度である。   The hydrogenation is carried out in the liquid phase. The amount of the organic solvent contained in the hydrogenation is, for example, within the range where the concentration of the organic compound is about 0.5 to 2.0% by mass. It is preferable. The amount of the catalyst of the present invention used in the hydrogenation is, for example, about 0.0001 to 50 mol% with respect to the organic compound based on the amount of gold in the catalyst, and 0.01 to 20 mol. % Is preferable, and about 0.1 to 5 mol% is more preferable. This hydrogenation allows the reaction to proceed smoothly even under mild conditions. The reaction temperature can be appropriately adjusted according to the type of substrate, the type of target product, and the like, and is, for example, about 10 to 100 ° C, preferably about 10 to 50 ° C, and particularly preferably about 10 to 40 ° C. . The reaction time can be appropriately adjusted according to the reaction temperature and pressure, and is, for example, about 10 minutes to 48 hours, preferably about 1 hour to 48 hours, and particularly preferably about 4 hours to 30 hours.

上記した選択的水素化の中でも、炭素−炭素三重結合と水素化反応部位を持つ有機化合物の水素化が好ましく、この場合には、有機化合物中の炭素−炭素三重結合を選択的に水素化して、炭素−炭素二重結合へ部分水素化することができる。また、上記した選択的水素化の中でも、エポキシ基と水素化反応部位を持つ有機化合物の水素化が好ましく、この場合には、有機化合物中のエポキシ基を選択的に水素化して、炭素−炭素二重結合へ還元することができる。   Among the selective hydrogenations described above, hydrogenation of an organic compound having a carbon-carbon triple bond and a hydrogenation reaction site is preferable. In this case, the carbon-carbon triple bond in the organic compound is selectively hydrogenated. Can be partially hydrogenated to carbon-carbon double bonds. Among the selective hydrogenations described above, it is preferable to hydrogenate an organic compound having an epoxy group and a hydrogenation reaction site. In this case, the epoxy group in the organic compound is selectively hydrogenated to form carbon-carbon. Can be reduced to a double bond.

なお、本発明の触媒は、分子内に炭素−炭素三重結合を持つアルキン等の有機化合物から二重結合を持つアルケン等の有機化合物への還元についての選択性が極めて高く、ほとんど定量的である。また、アルキンに対して水素はシン付加されるため、選択的にZ型アルケンとなる。これは、金粒子の表面上の活性点では炭素−炭素二重結合の水素化活性を持つ水素分子の均一開裂が起こるが、本発明の触媒の金−セリウム酸化物界面の活性点では炭素−炭素三重結合からcis−炭素−炭素二重結合への選択的水素化に有利な水素分子の不均一開裂が優先するためにZ型選択性があると考えられる。E型のアルケンはZ型アルケンの異性化により生成するが、メカニズムとしてZ型アルケンに水素原子が一つ付加し、炭素−炭素結合を軸に分子が回転してE型アルケンとなると考えられ、水素分子の不均一開裂により生成した極性水素は炭素−炭素二重結合には付加しないことからZ型を選択的に得られると考えられる。   In addition, the catalyst of the present invention has very high selectivity for reduction from an organic compound such as an alkyne having a carbon-carbon triple bond in the molecule to an organic compound such as an alkene having a double bond, and is almost quantitative. . Further, since hydrogen is thinly added to the alkyne, it becomes a Z-type alkene selectively. This is because hydrogen molecules having hydrogenation activity of carbon-carbon double bonds occur at the active site on the surface of the gold particle, but carbon- at the active site at the gold-cerium oxide interface of the catalyst of the present invention. It is considered that there is Z-type selectivity because the heterogeneous cleavage of the hydrogen molecule favoring the selective hydrogenation from the carbon triple bond to the cis-carbon-carbon double bond is preferred. The E-type alkene is produced by isomerization of the Z-type alkene, but it is thought that as a mechanism, one hydrogen atom is added to the Z-type alkene and the molecule rotates around the carbon-carbon bond to become an E-type alkene. Since the polar hydrogen produced by the heterogeneous cleavage of hydrogen molecules does not add to the carbon-carbon double bond, it is considered that the Z-type can be selectively obtained.

そのため、本発明の触媒では、基質となる有機化合物が炭素−炭素二重結合、芳香環結合ハロゲン原子、O−ベンジル基、芳香族カルボニル基、N−ベンジルオキシカルボニル基、水酸基、トリアルキルシロキシ基、メトキシ基等のアルコキシ基を有していてもこれらの官能基は水素化されない。本発明の触媒を使用するとアルキルエーテルは切断されず、アルコキシ基についてはメトキシ基の他、エトキシ基等の炭素数の多いアルコキル基であっても水素化されない。   Therefore, in the catalyst of the present invention, the organic compound serving as a substrate is a carbon-carbon double bond, an aromatic ring-bonded halogen atom, an O-benzyl group, an aromatic carbonyl group, an N-benzyloxycarbonyl group, a hydroxyl group, or a trialkylsiloxy group. Even if it has an alkoxy group such as a methoxy group, these functional groups are not hydrogenated. When the catalyst of the present invention is used, the alkyl ether is not cleaved, and the alkoxy group is not hydrogenated even if it is an alkoxy group having a large number of carbon atoms such as an ethoxy group in addition to a methoxy group.

(アミン類の添加)
また、上記選択的水素化方法において、液相に更にアミン類を添加することにより、副生物の生成を抑制し、炭素−炭素二重結合等をはじめとする水素化反応部位と炭素−炭素三重結合等をはじめとする炭素−炭素三重結合、または極性官能基とを有する化合物中の該炭素−炭素三重結合、または極性官能基を選択的に水素化することができ、その転化率、選択率、反応速度共に向上することができる場合がある。特に炭素−炭素三重結合の隣に電子求引基を持つ内部アルキンの場合は、この効果が顕著に表れる傾向がある。これは三重結合の隣に電子求引基を有するアルキンは不均等開裂により生成する極性水素と反応しやすいためではないかと考えられる。
(Addition of amines)
In the selective hydrogenation method, by adding an amine to the liquid phase, the formation of by-products can be suppressed, and the hydrogenation reaction sites including carbon-carbon double bonds and the carbon-carbon triplet can be suppressed. The carbon-carbon triple bond or the polar functional group in a compound having a carbon-carbon triple bond or a polar functional group such as a bond can be selectively hydrogenated, and its conversion rate and selectivity In some cases, the reaction rate can be improved. In particular, in the case of an internal alkyne having an electron withdrawing group next to a carbon-carbon triple bond, this effect tends to be prominent. This is thought to be because an alkyne having an electron withdrawing group next to a triple bond is likely to react with polar hydrogen generated by non-uniform cleavage.

このようなアミン類の添加による性能の向上は、アミン類が有する非共有電子対による選択的水化触媒の活性サイトに作用するドナー効果によるためであると思われる。このようなアミン類としては、水素原子を置換するアルキル基の炭素数が2〜8であるアルキルアミンが好ましい。このようなアルキルアミンは比較的混み合った構造になっていることでドナー効果が作用し、反応性が向上するものと思われる。また、アミン類としては二級アミン、三級アミンが好ましく、三級アミンが特に好ましい。   The improvement in performance due to the addition of such amines seems to be due to the donor effect acting on the active site of the selective hydration catalyst by the lone pair of amines. As such amines, alkylamines having 2 to 8 carbon atoms in the alkyl group replacing the hydrogen atom are preferable. Such an alkylamine is considered to have a relatively crowded structure, so that the donor effect acts and the reactivity is improved. As the amines, secondary amines and tertiary amines are preferable, and tertiary amines are particularly preferable.

上記アミン類としては、二級アミンではジベンジルアミン、ジオクチルアミン等が挙げられ、三級アミンではトリエチルアミン、トリブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン等が挙げられる。これらアミン類の中でも優れた効果を発揮するためトリエチルアミンが好ましい。   Examples of the amines include dibenzylamine and dioctylamine as secondary amines, and triethylamine, tributylamine, trihexylamine, and trioctylamine as tertiary amines. Among these amines, triethylamine is preferable because it exhibits an excellent effect.

また、選択的水素化方法におけるアミン類の使用量は特に限定されないが、基質である有機化合物に対して400〜1000mol%であることが好ましい。1000mol%を超えると、転化率が低下する場合があり好ましくなく、400mol%未満であると、選択性の向上が見られない場合があり好ましくない。   Moreover, the usage-amount of amines in a selective hydrogenation method is although it does not specifically limit, It is preferable that it is 400-1000 mol% with respect to the organic compound which is a substrate. If it exceeds 1000 mol%, the conversion rate may decrease, which is not preferred, and if it is less than 400 mol%, selectivity may not be improved, which is not preferable.

(触媒の再利用)
選択的水素化に使用した本発明の触媒は金粒子がセリウム酸化物に覆われているため、反応中においても担持された金が大きな粒子になりにくい。また、本発明の触媒は、例えば、水素化後に反応液から濾過、遠心分離等の物理的な分離手法により容易に回収することができる。回収された本発明の触媒はそのまま、あるいは、必要により、洗浄、乾燥、焼成等を施した後、再利用することができる。洗浄、乾燥、焼成等は本発明の触媒の製造の際と同様に行えばよい。
(Reuse of catalyst)
In the catalyst of the present invention used for selective hydrogenation, the gold particles are covered with cerium oxide, so that the supported gold is difficult to become large particles even during the reaction. The catalyst of the present invention can be easily recovered from the reaction solution after hydrogenation by a physical separation method such as filtration or centrifugation. The recovered catalyst of the present invention can be reused as it is or after washing, drying, calcination and the like, if necessary. Washing, drying, calcination and the like may be performed in the same manner as in the production of the catalyst of the present invention.

回収された本発明の触媒は、未使用の本発明の触媒と比べ、ほぼ同等の触媒能を示すことができ、使用−再生を複数回繰り返しても、その触媒能の低下を著しく抑制することができる。そのため、本発明によれば、通常、水素化の費用の多くの割合を占める触媒を回収し、繰り返し利用することができるため、有機化合物の水素化のコストを大幅に削減することができる。   The recovered catalyst of the present invention can exhibit almost the same catalytic ability as an unused catalyst of the present invention, and remarkably suppress the reduction of the catalytic ability even after repeated use-regeneration. Can do. Therefore, according to the present invention, since the catalyst that normally occupies a large proportion of the hydrogenation cost can be recovered and reused, the cost of hydrogenating the organic compound can be greatly reduced.

以下、本発明の金−セリウム酸化物担持複合触媒(Au@CeO/X)、並びに本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で広く応用が可能なものである。 Hereinafter, the gold-cerium oxide-supported composite catalyst (Au @ CeO 2 / X) of the present invention and examples of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following examples. The present invention can be widely applied within the scope of the present invention.

製 造 例 1
Au@CeO/HTの調製:
純水50mLにハイドロタルサイト(HT)0.5gを懸濁した。得られた懸濁液に硝酸セリウム(0.8 mmol)と塩化金酸(0.05mmol)の混合液50mLを15℃で滴下した。得られた混合物を1時間、15℃で撹拌した。得られた懸濁液を純水で洗浄し、ろ過し、真空下、室温で乾燥してAu@CeO/HTが得られた。
Manufacturing example 1
Preparation of Au @ CeO 2 / HT:
Hydrotalcite (HT) 0.5 g was suspended in 50 mL of pure water. 50 mL of a mixed solution of cerium nitrate (0.8 mmol) and chloroauric acid (0.05 mmol) was added dropwise to the obtained suspension at 15 ° C. The resulting mixture was stirred at 15 ° C. for 1 hour. The resulting suspension was washed with pure water, filtered, and dried at room temperature under vacuum to obtain Au @ CeO 2 / HT.

実 施 例 1
エポキシ基のアルケン化:
製造例1で得られた触媒(Au@CeO/HT)を用いて下記式の反応を行った。具体的には、Au@CeO/HTを金として0.005mmol、基質1を0.3mmol、溶媒であるトルエンを4mL、水素圧30atm、表1に記載の反応温度および反応時間で還元処理を行った。反応後、ガスクロマトグラフを用いて転化率、選択率を測定した。結果を表1に示した。
Example 1
Alkenation of epoxy group:
Reaction of the following formula was performed using the catalyst (Au @ CeO 2 / HT) obtained in Production Example 1. Specifically, 0.005 mmol using Au @ CeO 2 / HT as gold, 0.3 mmol of substrate 1, 4 mL of toluene as a solvent, hydrogen pressure 30 atm, and reduction treatment at the reaction temperature and reaction time described in Table 1. went. After the reaction, the conversion and selectivity were measured using a gas chromatograph. The results are shown in Table 1.

Au@CeO/HTは、エポキシ基のアルケン化を転嫁率および選択率よく行えることが分かった。 It was found that Au @ CeO 2 / HT can perform alkenylation of the epoxy group with good pass-through rate and selectivity.

実 施 例 2
アルキンのアルケン化:
基質3、反応時間、反応温度として表2に記載のものを用いる以外は、実施例1と同様にして下記式の反応を行った。結果を表2に示した。
Example 2
Alkyne alkeneation:
The reaction of the following formula was carried out in the same manner as in Example 1 except that the substances shown in Table 2 were used as the substrate 3, reaction time, and reaction temperature. The results are shown in Table 2.

Au@CeO/HTは、アルキンのアルケン化を転嫁率および選択率よく行えることが分かった。 It was found that Au @ CeO 2 / HT can alkyne alkenylation with high pass-through rate and selectivity.

実 施 例 3
アルデヒドのアルコール化:
基質5、反応時間、反応温度として表3に記載のものを用いる以外は、実施例1と同様にして下記式の反応を行った。結果を表3に示した。
Example 3
Alcoholization of aldehydes:
The reaction of the following formula was carried out in the same manner as in Example 1 except that the substances shown in Table 3 were used as the substrate 5, reaction time, and reaction temperature. The results are shown in Table 3.

Au@CeO/HTは、アルデヒドのアルコール化を転嫁率および選択率よく行えることが分かった。 It was found that Au @ CeO 2 / HT can perform alcoholation of aldehydes with high pass-through rate and selectivity.

実 施 例 4
触媒の再利用:
実施例3の下記式の反応で使用したAu@CeO/HTを遠心分離により分離し、溶媒であるトルエンで洗浄して反応系から回収した。この回収したAu@CeO/HTを、再度同じ反応に使用した。結果を表4に示した。
Example 4
Catalyst recycling:
Au @ CeO 2 / HT used in the reaction of the following formula in Example 3 was separated by centrifugation, washed with toluene as a solvent, and recovered from the reaction system. This recovered Au @ CeO 2 / HT was used again for the same reaction. The results are shown in Table 4.

Au@CeO/HTは、性能の劣化なく再利用できることがわかった。 It was found that Au @ CeO 2 / HT can be reused without degradation of performance.

製 造 例 2
Au@CeO/MgOの調製:
ハイドロタルサイトを酸化マグネシウム(MgO)に変えた以外は、製造例1と同様にして、Au@CeO/MgOを得た。Au@CeO/MgOのTEM画像を図8に示した。
Manufacturing example 2
Preparation of Au @ CeO 2 / MgO:
Au @ CeO 2 / MgO was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the hydrotalcite was changed to magnesium oxide (MgO). A TEM image of Au @ CeO 2 / MgO is shown in FIG.

製 造 例 3
Au@CeO/ラポナイトの調製:
ハイドロタルサイトをラポナイト(Laponite-RD:BYK株式会社製)に変えた以外は、製造例1と同様にして、Au@CeO/ラポナイトを得た。Au@CeO/ラポナイトのTEM画像を図9に示した。
Manufacturing example 3
Preparation of Au @ CeO 2 / Laponite:
Au @ CeO 2 / Laponite was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the hydrotalcite was changed to laponite (Laponite-RD: manufactured by BYK Co., Ltd.). A TEM image of Au @ CeO 2 / Laponite is shown in FIG.

製 造 例 4
Au@CeO/アミン修飾シリカの調製:
ハイドロタルサイトを以下のようにして調製されたアミン修飾シリカに変えた以外は、製造例1と同様にして、Au@CeO/アミン修飾シリカを得た。Au@CeO/アミン修飾シリカのTEM画像を図10に示した。
Manufacturing example 4
Preparation of Au @ CeO 2 / amine modified silica:
Au @ CeO 2 / amine-modified silica was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that hydrotalcite was changed to amine-modified silica prepared as follows. A TEM image of Au @ CeO 2 / amine modified silica is shown in FIG.

<アミン修飾シリカの調製>
シリカ(CARIACT Q3:富士シリシア化学株式会社製)4.0gを10mLのトルエンに懸濁した。得られた懸濁液に3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン4.0gを滴下し、得られた混合物を10時間、120℃で撹拌した。得られた懸濁液をエタノールで洗浄し、ろ過し、真空下、室温で乾燥してアミン修飾シリカを得た。
<Preparation of amine-modified silica>
4.0 g of silica (CARIACT Q3: manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd.) was suspended in 10 mL of toluene. To the obtained suspension, 4.0 g of 3- (2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane was added dropwise, and the resulting mixture was stirred at 120 ° C. for 10 hours. The resulting suspension was washed with ethanol, filtered, and dried under vacuum at room temperature to obtain amine-modified silica.

本発明の触媒は、種々の医薬、農薬、その他種々の工業分野において中間体として有用なエポキシ基を有する芳香族化合物の脱酸素反応、炭素−炭素二重結合と水酸基を含有するテルペノイドの製造、特異的な水素化反応特性を利用した自動車用触媒やセンサー等の機能性材料に用いるのに有用である。また、本発明の触媒は、安価で安全に製造できる。

以 上

The catalyst of the present invention is a deoxygenation reaction of an aromatic compound having an epoxy group useful as an intermediate in various pharmaceuticals, agricultural chemicals, and other various industrial fields, production of a terpenoid containing a carbon-carbon double bond and a hydroxyl group, It is useful for use in functional materials such as automobile catalysts and sensors that utilize specific hydrogenation reaction characteristics. Further, the catalyst of the present invention can be produced inexpensively and safely.

that's all

Claims (13)

金粒子と該金粒子の表面に被覆されたセリウム酸化物を含んでなる金−セリウム酸化物複合体が、アルカリ性担体に担持されたことを特徴とする金−セリウム酸化物担持複合触媒。   A gold-cerium oxide-supported composite catalyst, wherein a gold-cerium oxide composite comprising gold particles and a cerium oxide coated on the surface of the gold particles is supported on an alkaline carrier. アルカリ性担体が、アルカリ金属およびアルカリ土類金属から選ばれる1種以上の金属を含むものである請求項1に記載の金−セリウム酸化物担持複合触媒。   The gold-cerium oxide-supported composite catalyst according to claim 1, wherein the alkaline carrier contains one or more metals selected from alkali metals and alkaline earth metals. アルカリ性担体が、少なくとも酸化マグネシウムを含むものである請求項1に記載の金−セリウム酸化物担持複合触媒。   The gold-cerium oxide-supported composite catalyst according to claim 1, wherein the alkaline carrier contains at least magnesium oxide. 金−セリウム酸化物複合体が、金粒子中の金属金換算の金のモル比と前記セリウム酸化物のモル比が、[セリウム酸化物(CeO)/金属金(Au)]換算で10〜50である請求項1〜3の何れか1項に記載の金−セリウム酸化物担持複合触媒。 In the gold-cerium oxide composite, the molar ratio of gold in terms of metallic gold in the gold particles and the molar ratio of the cerium oxide is 10 to 10 in terms of [cerium oxide (CeO 2 ) / metallic gold (Au)]. The gold-cerium oxide-supported composite catalyst according to any one of claims 1 to 3, which is 50. 金−セリウム酸化物複合体が、コア−シェル型構造を有している請求項1〜4の何れか1項に記載の金−セリウム酸化物担持複合触媒。   The gold-cerium oxide-supported composite catalyst according to any one of claims 1 to 4, wherein the gold-cerium oxide composite has a core-shell type structure. アルカリ性担体が、ハイドロタルサイトまたは酸化マグネシウムを含むものである請求項1に記載の金−セリウム酸化物担持複合触媒。   The gold-cerium oxide-supported composite catalyst according to claim 1, wherein the alkaline support contains hydrotalcite or magnesium oxide. 選択的水素化用である請求項1〜6の何れか1項に記載の金−セリウム酸化物担持複合触媒。   The gold-cerium oxide-supported composite catalyst according to any one of claims 1 to 6, which is used for selective hydrogenation. 選択的水素化が、アルデヒド基またはエポキシ基の何れかの含酸素極性官能基の水素化または、炭素―炭素三重結合の炭素―炭素二重結合への水素化である請求項7に記載の金−セリウム酸化物担持複合触媒。   The gold according to claim 7, wherein the selective hydrogenation is hydrogenation of an oxygen-containing polar functional group of either an aldehyde group or an epoxy group, or hydrogenation of a carbon-carbon triple bond to a carbon-carbon double bond. -Cerium oxide-supported composite catalyst. アルカリ性担体の懸濁液に、金化合物およびセリウム化合物の混合液を滴下した後、これを乾燥することを特徴とする金粒子と該金粒子の表面に被覆されたセリウム酸化物を含んでなる金−セリウム酸化物複合体が、アルカリ性担体に担持された、金−セリウム酸化物担持複合触媒の製造方法。   A mixed solution of a gold compound and a cerium compound is dropped into a suspension of an alkaline carrier, and then dried, and the gold particles comprising cerium oxide coated on the surfaces of the gold particles A method for producing a gold-cerium oxide-supported composite catalyst in which a cerium oxide composite is supported on an alkaline carrier. アルカリ性担体が、少なくとも酸化マグネシウムを含むものである請求項9に記載の金−セリウム酸化物担持複合触媒の製造方法。   The method for producing a gold-cerium oxide-supported composite catalyst according to claim 9, wherein the alkaline support contains at least magnesium oxide. アルカリ性担体が、ハイドロタルサイトまたは酸化マグネシウムを含むものである請求項9に記載の金−セリウム酸化物担持複合触媒の製造方法。   The method for producing a gold-cerium oxide-supported composite catalyst according to claim 9, wherein the alkaline carrier contains hydrotalcite or magnesium oxide. 請求項1〜8の何れか1項に記載の金−セリウム酸化物担持複合触媒を用いて有機化合物を選択的に水素化することを特徴とする有機化合物の選択的水素化方法。   A method for selectively hydrogenating an organic compound, wherein the organic compound is selectively hydrogenated using the gold-cerium oxide-supported composite catalyst according to any one of claims 1 to 8. 有機化合物が、アルデヒド基またはエポキシ基の何れかの含酸素極性官能基と水素化反応部位を持つ有機化合物であり、前記有機化合物の含酸素極性官能基を選択的に水素化するものである請求項12記載の選択的水素化方法。

The organic compound is an organic compound having an oxygen-containing polar functional group of either an aldehyde group or an epoxy group and a hydrogenation reaction site, and selectively hydrogenates the oxygen-containing polar functional group of the organic compound. Item 13. The selective hydrogenation method according to Item 12.

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