JP3327110B2 - Method for producing scandium triflate - Google Patents

Method for producing scandium triflate

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JP3327110B2
JP3327110B2 JP08711696A JP8711696A JP3327110B2 JP 3327110 B2 JP3327110 B2 JP 3327110B2 JP 08711696 A JP08711696 A JP 08711696A JP 8711696 A JP8711696 A JP 8711696A JP 3327110 B2 JP3327110 B2 JP 3327110B2
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浩介 村井
弘昌 薬師寺
修 小林
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば精密有機
合成の主役であるルイス酸触媒として、特に優れた触媒
活性を示す、高純度なスカンジュウム・トリフラートを
製造する方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing high-purity scandium triflate which exhibits particularly excellent catalytic activity, for example, as a Lewis acid catalyst which is a main component of precision organic synthesis.

【0002】[0002]

【従来の技術】精密有機合成化学分野に用いられるルイ
ス酸は、アルミニュウムやチタンなどの金属化合物、例
えば塩化アルミニュウムや塩化チタン等が触媒として使
用されている。
2. Description of the Related Art As Lewis acids used in the field of precision organic synthetic chemistry, metal compounds such as aluminum and titanium, for example, aluminum chloride and titanium chloride are used as catalysts.

【0003】また、ホウ素、スズ、アルミニューム及び
リチュームやナトリウムなどの金属トリフルオロメタン
スルホン酸塩、いわゆる金属トリフラートも触媒として
使用されている。
Also, metal trifluoromethanesulfonates such as boron, tin, aluminum and lithium and sodium, so-called metal triflates, have been used as catalysts.

【0004】しかし、これらのルイス酸触媒を用いる反
応は、ルイス酸が反応基質より優先的に水と反応する
為、分解あるいは不活性化し、少量の水の存在により、
触媒反応の低下あるいは収率の低下をもたらす。
However, in the reactions using these Lewis acid catalysts, the Lewis acid reacts with water preferentially over the reaction substrate, and thus decomposes or inactivates.
This leads to a decrease in the catalytic reaction or a decrease in the yield.

【0005】従って、これらの触媒を使用する際には、
まったく水の無い条件下、窒素、アルゴン、などの不活
性ガス雰囲気下で、しかも特別に脱水精製した有害な有
機溶媒を用いて生成反応を行う必要があった。
Therefore, when these catalysts are used,
The production reaction had to be carried out under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon under a completely water-free condition, and using a harmful organic solvent specially dehydrated and purified.

【0006】このことから、金属トリフラートを製造す
るには、厳密な無水条件下で行う必要があり、また最終
的に、付着水および結晶水の無い、厳密な処理を行う必
要があった。
[0006] Therefore, in order to produce a metal triflate, it is necessary to carry out under a strictly anhydrous condition, and finally, it is necessary to carry out a strict treatment without adhering water and crystallization water.

【0007】例えば、代表的な金属トリフラートである
スズトリフラートは、厳密な無水条件下で、あらかじめ
脱水精製した無水塩化第一スズと、同じくあらかじめ脱
水精製したトリフルオロメタンスルホン酸を混合して製
造される(T.Mukaiyama,N.Iwasaw
a,R.W.Stevens,T.Haga,Tetr
ahedron,40,1381(1984))。
For example, tin triflate, a typical metal triflate, is produced by mixing anhydrous stannous chloride, which has been previously dehydrated and purified, and trifluoromethanesulfonic acid, which has also been previously dehydrated and purified, under strict anhydrous conditions. (T. Mukaiyama, N. Iwasaw
a, R.A. W. Stevens, T .; Haga, Tetr
ahedron, 40, 1381 (1984)).

【0008】また、ここで得られたスズトリフラート
は、加水分解を防ぐために付着水や結晶水を完全に取り
除くことが必要で、さらにその保存もデシケーター中な
ど、特別な設備が必要とされる。
Further, the tin triflate obtained here needs to completely remove attached water and water of crystallization in order to prevent hydrolysis, and further requires special equipment such as storage in a desiccator.

【0009】一方、スカンジュウムトリフラートはルイ
ス酸触媒として優れた触媒活性を示し、目的とする生成
物の高収率化が可能であり、また有機溶媒中のみならず
水系においても同様に触媒機能を発揮するが、アルミニ
ュウム、鉄、スズおよびニッケル等の金属元素がスカン
ジュウムトリフラート中に存在すると、その触媒機能の
著しい低下をもたらす。
On the other hand, scandium triflate exhibits excellent catalytic activity as a Lewis acid catalyst, enables a high yield of a desired product, and has a catalytic function not only in an organic solvent but also in an aqueous system. However, when metal elements such as aluminum, iron, tin and nickel are present in scandium triflate, the catalytic function thereof is significantly reduced.

【0010】従って、これら不純物としての金属元素の
存在をできるだけ少なくする必要がある。
Therefore, it is necessary to minimize the presence of these metallic elements as impurities.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、スカンジュ
ウム以外に鉄、アルミニュウム、ニッケル、スズ等の不
純物を含有する低純度なスカンジュウム化合物含有水溶
液から、ルイス酸触媒機能としてマイナス要因となるこ
れらの元素を殆んど含まない、高純度なスカンジュウム
トリフラートを製造することにより、これまで有機溶媒
中でしか行うことが出来なかった合成反応を有機溶媒中
のみならず、水系でも行うことができ、しかも目的とす
る生成物の高収率化を可能とするルイス酸触媒としての
新規な機能を有する、高純度なスカンジュウムトリフラ
ートの製造方法を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a Lewis acid catalyst function from a low-purity aqueous solution containing a scandium compound containing impurities such as iron, aluminum, nickel and tin in addition to scandium. By producing a high-purity scandium triflate containing almost no, a synthesis reaction that could only be performed in an organic solvent until now can be performed not only in an organic solvent but also in an aqueous system, In addition, the present invention provides a method for producing high-purity scandium triflate having a novel function as a Lewis acid catalyst capable of increasing the yield of a target product.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者の一人は、スカ
ンジュウムトリフラートが精密有機合成において、有機
溶媒中のみならず水系でも安定なルイス酸触媒として非
常に優れた機能を有し、アルドール反応、マイケル反
応、Diels―Alder反応などの優れた触媒とな
ることを発見した。
Means for Solving the Problems One of the present inventors believes that scandium triflate has a very excellent function as a Lewis acid catalyst which is stable not only in organic solvents but also in aqueous systems in precision organic synthesis, It has been found to be an excellent catalyst such as a reaction, a Michael reaction and a Diels-Alder reaction.

【0013】そこで、本発明者らは、ルイス酸触媒とし
ての優れた機能を有するスカンジュウムトリフラートの
合成にあたり、ルイス酸触媒機能としてマイナス要因と
なる元素を含む低純度スカンジュウム酸性溶液から、効
率良く高純度なスカンジュウムトリフラートを製造する
方法を見出し本発明に至った。
Therefore, the present inventors have found that, in synthesizing scandium triflate having an excellent function as a Lewis acid catalyst, a low-purity scandium acid solution containing an element which is a negative factor as a Lewis acid catalyst function can be efficiently produced. The inventors have found a method for producing high-purity scandium triflate, and have reached the present invention.

【0014】本発明における低純度のスカンジュウム化
合物含有水溶液とは、不純物成分を有するスカンジュウ
ム化合物を含有する酸性、中性、又はアルカリ性の水溶
液であれば、特に限定するものではないが、代表的なも
のとしては本発明者らが先に出願した特願平7―326
281及び特願平7―326282に記載した例をあげ
ることができる。
The low-purity aqueous solution of a scandium compound in the present invention is not particularly limited as long as it is an acidic, neutral or alkaline aqueous solution containing a scandium compound having an impurity component. Japanese Patent Application No. 7-326 filed earlier by the present inventors
281 and Japanese Patent Application No. 7-326282.

【0015】即ち、特願平7―326281にはスカン
ジュウムの原料としてNi含有酸化鉱石を使用し、又特
願平7―326282では原料としてタングステン、ウ
ラン、錫製錬の残渣やフェロニッケル製錬スラグ、石炭
の灰分、赤泥等を使用する。
That is, in Japanese Patent Application No. 7-326281, a nickel-containing oxide ore is used as a raw material of scandium, and in Japanese Patent Application No. 7-326282, a residue of smelting tungsten, uranium, tin or smelting ferro-nickel is used as a raw material. Use coal ash, red mud, etc.

【0016】そして、これらの原料中に微量に含まれる
スカンジュウムを濃縮分離回収するために、これらの原
料を酸化性雰囲気の高温、高圧のもとで酸浸出を行い、
ニッケル、コバルトやスカンジュウムを選択的に酸浸出
した液から、ニッケル、コバルトを硫化物として選択的
に沈殿回収し、その後の液から炭酸カルシュウム、炭酸
ナトリュウム、水酸化ナトリュウム等の沈殿剤によりス
カンジュウムの濃縮沈殿物を得ることを記載している。
Then, in order to concentrate and separate and recover scandium contained in a trace amount in these raw materials, these raw materials are subjected to acid leaching under high temperature and high pressure in an oxidizing atmosphere,
Nickel, cobalt and scandium are selectively precipitated and recovered as sulfides from a solution in which nickel, cobalt or scandium is selectively leached. Scandium is concentrated from the subsequent solution using a precipitant such as calcium carbonate, sodium carbonate or sodium hydroxide. It describes obtaining a precipitate.

【0017】本発明は代表的なものとして、このように
して得られたスカンジュウムの濃縮沈殿物を硫酸、塩
酸、硝酸あるいはトリフルオロメタンスルホン酸により
溶解してスカンジュウム化合物含有水溶液として使用す
る。
In the present invention, typically, the scandium concentrated precipitate thus obtained is dissolved in sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid or trifluoromethanesulfonic acid and used as an aqueous solution containing a scandium compound.

【0018】しかしながら、このようなスカンジュウム
化合物含有水溶液は、スカンジュウム以外に鉄、アルミ
ニュウム、スズ、ニッケル、マンガン、マグネシュウ
ム、カルシュウム、シリコン等の単体又は化合物の不純
物を含有しているので、スカンジュウム化合物としては
まだまだ低純度である。
However, such a scandium compound-containing aqueous solution contains, in addition to scandium, a simple substance such as iron, aluminum, tin, nickel, manganese, magnesium, calcium, silicon, or an impurity of a compound. It is still low purity.

【0019】本発明はこれらの不純物を除去することに
より、高純度のスカンジュウム・トリフラートを製造す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to produce high-purity scandium triflate by removing these impurities.

【0020】すなわち、本発明は、 (1)工程1―低純度のスカンジュウム化合物含有水溶
液を、pH0.5〜4.0の範囲に調整した後、シュウ
酸(塩)を添加してシュウ酸スカンジュウムとして回収
し、 工程2―前記シュウ酸スカンジュウムを焼成して酸化ス
カンジュウムとし、 工程3―前記酸化スカンジュウムをトリフルオロメタン
スルホン酸により溶解して反応させ、スカンジュウム・
トリフラート水溶液を得ることからなる高純度スカンジ
ュウムトリフラートの製造方法、 (2)前記工程3で得られたスカンジュウム・トリフラ
ート水溶液に含有されている余剰水分を蒸発除去し、固
体状のスカンジュウム・トリフラートを得る、ことから
なる高純度スカンジュウム・トリフラートの製造方法、 (3)前記(2)で得られた固体状のスカンジュウム・
トリフラートを、更に高温、減圧下で乾燥した後、不活
性ガスにより密閉することを特徴とする(1)または
(2)に記載の高純度スカンジュウム・トリフラートの
製造方法、 (4)前記工程2で得られた酸化スカンジュウムを、更
に酸で溶解してスカンジュウム含有酸性水溶液とし、こ
れを低純度のスカンジュウム化合物含有水溶液として用
い、前記工程1から前記工程2の操作を1回又は2回以
上順次繰り返した後、前記工程3に供することを特徴と
する(1)又は(2)又は(3)に記載の高純度スカン
ジュウム・トリフラートの製造方法、である。
That is, the present invention provides: (1) Step 1—After adjusting a low-purity aqueous solution containing a scandium compound to a pH in the range of 0.5 to 4.0, oxalic acid (salt) is added, and scandium oxalate is added. Step 2-firing the scandium oxalate to scandium oxide; and step 3-dissolving the scandium oxide with trifluoromethanesulfonic acid and reacting the same.
A method for producing high-purity scandium triflate, which comprises obtaining an aqueous triflate solution; (2) evaporating and removing excess water contained in the aqueous scandium triflate solution obtained in the step 3 to remove solid scandium triflate; A method for producing high-purity scandium triflate comprising: (3) the solid scandium triflate obtained in (2) above;
The method for producing high-purity scandium triflate according to (1) or (2), wherein the triflate is further dried under high temperature and reduced pressure, and then sealed with an inert gas. (4) In the step 2, The obtained scandium oxide was further dissolved with an acid to form a scandium-containing acidic aqueous solution, and this was used as a low-purity scandium compound-containing aqueous solution, and the operations from Step 1 to Step 2 were sequentially repeated once or twice or more. The method for producing high-purity scandium triflate according to (1), (2) or (3), wherein the method is subjected to the step 3 thereafter.

【0021】以下本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0022】本発明における低純度のスカンジュウム化
合物含有水溶液を、PH0.5〜4.0の範囲、好まし
くは1.0〜2.5に調整した後、しゅう酸(塩)を添
加してしゅう酸スカンジュウムとして回収するが、この
時、PHが0.5未満ではスカンジュウムの回収率が低
下し、4.0超では、スカンジュウム以外の不純物も共
に含まれる。
The pH of the low-purity aqueous solution containing a scandium compound in the present invention is adjusted to a range of 0.5 to 4.0, preferably 1.0 to 2.5, and oxalic acid (salt) is added thereto to add oxalic acid. At this time, if the PH is less than 0.5, the recovery rate of scandium is reduced. If the pH is more than 4.0, impurities other than scandium are also contained.

【0023】しゅう酸(塩)としては、しゅう酸および
しゅう酸アンモニュウムを使用するが、スカンジュウム
に対し、1.0〜1.5当量加え、しゅう酸スカンジュ
ウムとして沈殿回収する。
As oxalic acid (salt), oxalic acid and ammonium oxalate are used. 1.0 to 1.5 equivalents are added to scandium, and the precipitate is recovered as scandium oxalate.

【0024】この時の温度は、常温で行っててもよい
が、60〜80℃程度の温度で実施することにより、固
液分離及びろ過性の良好なしゅう酸スカンジュウムが得
られる。
The temperature at this time may be normal temperature, but by carrying out at a temperature of about 60 to 80 ° C., scandium oxalate having good solid-liquid separation and filterability can be obtained.

【0025】このようにして得られたシュウ酸スカンジ
ュウムを焼成して酸化スカンジュウムとするが、焼成温
度は450〜1000℃で行うのが好ましい。450℃
未満だとシュウ酸塩が完全に分解せず、酸化スカンジュ
ウム中に残り、以後の溶解処理に不都合をもたらす。1
000℃超でも良いが、経済的に不都合である。
The scandium oxalate thus obtained is calcined into scandium oxide, and the calcining temperature is preferably from 450 to 1000 ° C. 450 ° C
If it is less than 10, the oxalate does not completely decompose and remains in the scandium oxide, causing inconvenience in the subsequent dissolution treatment. 1
Although it may be higher than 000 ° C., it is economically inconvenient.

【0026】前記酸化スカンジュウムをトリフルオロメ
タンスルホン酸液により溶解するが、この溶解温度は、
沸点温度で行うことにより、スカンジュウムトリフラー
トとなるに必要な当量のトリフルオメタンスルホン酸使
用量で、しかも2時間程度で酸化スカンジュウムのほぼ
全量が溶解する。
The scandium oxide is dissolved in a trifluoromethanesulfonic acid solution.
By performing the reaction at the boiling point, almost the entire amount of scandium oxide dissolves in about 2 hours with an equivalent amount of trifluoromethanesulfonic acid necessary for forming scandium triflate.

【0027】この酸化スカンジュウムとトリフルオロメ
タンスルホン酸との反応は、溶解すればただちにスカン
ジュウムトリフラート液となる。
The reaction between scandium oxide and trifluoromethanesulfonic acid immediately turns into a scandium triflate solution upon dissolution.

【0028】トリフルオロメタンスルホン酸液の濃度が
高いほど沸点温度を高くできる為、10N以上の酸濃度
が好ましい。
Since the boiling point temperature can be increased as the concentration of the trifluoromethanesulfonic acid solution increases, an acid concentration of 10 N or more is preferable.

【0029】さらに、高純度なスカンジュウムトリフラ
ート水溶液を得ようとするならば、前記酸化スカンジュ
ウムを塩酸、硝酸、硫酸あるいはトリフルオロメタンス
ルホン酸により溶解後、スカンジュウム含有酸性水溶液
とし、再度工程1のPH調整、シュウ酸塩によるシュウ
酸スカンジュウム生成、工程2の焼成による酸化スカン
ジュウムとした後、工程3のトリフルオロメタンスルホ
ン酸液による溶解を繰り返すことにより、より高純度ス
カンジュウムトリフラート水溶液が得られる。
Further, in order to obtain a high-purity aqueous solution of scandium triflate, the scandium oxide is dissolved with hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid or trifluoromethanesulfonic acid, and the resulting solution is converted into a scandium-containing acidic aqueous solution. After preparing scandium oxalate by oxalate and forming scandium oxide by baking in step 2, dissolving with trifluoromethanesulfonic acid solution in step 3 is repeated to obtain a higher-purity aqueous scandium triflate solution.

【0030】このようにして得られた高純度なスカンジ
ュウムトリフラート水溶液は、相当量の余剰水を含んで
いる為、この余剰水を除去する。除去方法としては、水
溶液を沸点温度で蒸発することにより行え得るが、1〜
300トール程度の真空蒸発を行うことにより、60℃
程度の低温度で余剰水の蒸発除去が行われ、スカンジュ
ウムトリフラートの固形物が容易に得られる。
Since the high-purity aqueous solution of scandium triflate thus obtained contains a considerable amount of excess water, the excess water is removed. The removal method can be performed by evaporating the aqueous solution at the boiling point temperature.
By performing vacuum evaporation at about 300 Torr,
At a temperature as low as possible, excess water is removed by evaporation, and a solid of scandium triflate is easily obtained.

【0031】スカンジュウムトリフラート固形物は、こ
の時点では、多少の付着水と余剰なトリフルオロメタン
スルホン酸が残存している為、場合によってはさらに高
温で10-2トール程度の真空乾燥により、これらを除去
する必要がある。
At this point, some of the scandium triflate solids have some attached water and an excess of trifluoromethanesulfonic acid. In some cases, these are dried by vacuum drying at a higher temperature of about 10 −2 torr. Need to be removed.

【0032】この時の温度は160℃〜350℃の範囲
で行うのが好ましい。160℃未満では、トリフルオロ
メタンスルホン酸の除去が不十分となり、また350℃
超ではスカンジュウムトリフラートが熱分解し、触媒と
しての機能が低下する。
The temperature at this time is preferably in the range of 160 ° C. to 350 ° C. If the temperature is lower than 160 ° C., the removal of trifluoromethanesulfonic acid becomes insufficient, and
Above this, scandium triflate is thermally decomposed and its function as a catalyst is reduced.

【0033】このようにして得られたスカンジュウムト
リフラート固形物は、大気雰囲気で容易に水分を吸着す
る為、特に有機溶媒中で使用する場合、アルゴンガス、
窒素ガス等の不活性ガスにより密封保存することによ
り、優れた触媒活性を損なわず使用することが出来る。
The scandium triflate solid obtained in this manner easily adsorbs moisture in the air atmosphere. In particular, when used in an organic solvent, argon gas,
By sealing and storing with an inert gas such as nitrogen gas, it can be used without deteriorating excellent catalytic activity.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
する。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples.

【0035】[0035]

【実施例1】Ni含有酸化鉱石と錫製錬残渣の混合原料
を高温、高圧のもとで硫酸浸出を行ない、Ni、Scを
選択的に酸浸出した液から、Niを硫化物として選択的
に沈殿回収し、その後液から水酸化ナトリウムにより沈
殿生成して得たスカンジュウム濃縮物である水酸化スカ
ンジュウム化合物を使用した。
EXAMPLE 1 A mixed raw material of a nickel-containing oxide ore and a tin smelting residue was subjected to sulfuric acid leaching under high temperature and high pressure, and Ni and sulfide were selectively removed from a liquid in which Ni and Sc were selectively leached with acid. Then, a scandium hydroxide compound, which is a scandium concentrate obtained by precipitation of sodium hydroxide from the liquid, was used.

【0036】すなわち、Sc:8.16%、Fe:2.
43%、Al:12.7%、Sn:1.2%、Mn:
0.47%、Ni:0.53%、Mg:1.50%、C
a:0.57%、Si:0.32%の成分を有する水酸
化スカンジュウム化合物100gに水1 l加え、温度
60℃にて、PHが1.0となるように35%塩酸を加
え1時間かけて溶解後ろ過し、Sc:7.96g/l、
Fe:2.33g/l、Al:11.7g/l、Sn:
1.08g/l、Mn:0.44g/l、Ni:0.5
0g/l、Mg:1.43g/l、Ca:0.55g/
l、Si:0.27g/l濃度の溶解液を得た。このと
きの水酸スカンジュウム化合物のSc溶解率は98%で
あった。
That is, Sc: 8.16%, Fe: 2.
43%, Al: 12.7%, Sn: 1.2%, Mn:
0.47%, Ni: 0.53%, Mg: 1.50%, C
To 100 g of a scandium hydroxide compound having components of a: 0.57% and Si: 0.32%, 1 liter of water was added. The mixture was dissolved after filtration and filtered, Sc: 7.96 g / l,
Fe: 2.33 g / l, Al: 11.7 g / l, Sn:
1.08 g / l, Mn: 0.44 g / l, Ni: 0.5
0 g / l, Mg: 1.43 g / l, Ca: 0.55 g /
1, Si: A solution having a concentration of 0.27 g / l was obtained. At this time, the Sc dissolution rate of the scandium hydroxide compound was 98%.

【0037】この溶解液に、アンモニア水を加えPH
1.8とした後、しゅう酸アンモニュウムをScがしゅ
う酸スカンジュウムとして生成するに必要な当量に対し
て、1.1倍量を加え60℃にて1時間の間反応熟成
し、しゅう酸スカンジュウムを得た。
Ammonia water is added to this solution to adjust the pH.
After that, 1.8 times the amount of ammonium required to produce ammonium oxalate as scandium oxalate was added, and the mixture was allowed to react and mature at 60 ° C. for 1 hour to prepare scandium oxalate. Obtained.

【0038】このときの、Sc回収率は97.6%であ
り、Sc以外の不純物の共沈率はFe:0.3%、A
l:0.1%、Sn:0.1%、Mn:0.2%、N
i:0.3%、Mg:0.2%、であった。
At this time, the Sc recovery rate was 97.6%, and the coprecipitation rate of impurities other than Sc was Fe: 0.3%, A
1: 0.1%, Sn: 0.1%, Mn: 0.2%, N
i: 0.3% and Mg: 0.2%.

【0039】しゅう酸スカンジュウムを800℃で3時
間焼成し、酸化スカンジュウムとした。
Scandium oxalate was calcined at 800 ° C. for 3 hours to obtain scandium oxide.

【0040】このようにして得られた酸化スカンジュウ
ムを15Nのトリフルオロメタンスルホン酸溶液に、酸
化スカンジュウムがスカンジュウムトリフラートとして
溶解するに必要な当量の1.05当量を加え、沸点温度
120℃で2時間溶解し、スカンジュウムトリフラート
水溶液を得た。
The scandium oxide thus obtained was added to a 15N solution of trifluoromethanesulfonic acid in an amount of 1.05 equivalents required for dissolving the scandium oxide as scandium triflate. After dissolving for an hour, an aqueous scandium triflate solution was obtained.

【0041】このようにして得られた水溶液を、エバポ
レーターの使用により、温度60℃、真空度100トー
ルにて余剰水の低温真空蒸発を行ったところ、1時間程
度で白色固形物が得られた。さらに、温度200℃、真
空度10-1トールにて24時間高温真空乾燥を行い、ス
カンジュウムトリフラートの白色粉末を得た後、アルゴ
ンガスにて密封した。
The aqueous solution thus obtained was subjected to low-temperature vacuum evaporation of excess water at a temperature of 60 ° C. and a degree of vacuum of 100 Torr by using an evaporator, and a white solid was obtained in about 1 hour. . Furthermore, high-temperature vacuum drying was performed at a temperature of 200 ° C. and a degree of vacuum of 10 −1 torr for 24 hours to obtain a white powder of scandium triflate, which was then sealed with argon gas.

【0042】得られたスカンジュウムトリフラートの組
成は、Sc:9.08%、Fe:78ppm、Al:1
32ppm、Sn:12ppm、Mn:10ppm、N
i:17ppm、Mg:3ppm、Ca:52ppm、
Si:3ppmであり、スカンジュウムトリフラートと
して99.3%からなる高純度なスカンジュウムトリフ
ラートが得られた。
The composition of the resulting scandium triflate was as follows: Sc: 9.08%, Fe: 78 ppm, Al: 1
32 ppm, Sn: 12 ppm, Mn: 10 ppm, N
i: 17 ppm, Mg: 3 ppm, Ca: 52 ppm,
Si: 3 ppm and high purity scandium triflate of 99.3% as scandium triflate was obtained.

【0043】[0043]

【実施例2】実施例1で用いた混合原料を同じようにし
てNi、Scを酸浸出し、Niを硫化物として回収した
後の液を、炭酸カルシウムにより沈殿生成して得たスカ
ンジュウム濃縮物である炭酸スカンジュウム化合物を使
用した。
Example 2 Scandium concentrate obtained by subjecting the mixed raw material used in Example 1 to acid leaching of Ni and Sc and recovering Ni as a sulfide by precipitation with calcium carbonate A scandium carbonate compound was used.

【0044】すなわち、Sc:2.35%、Fe:1.
16%、Al:4.65%、Sn:0.56%、Mn:
0.32%、Ni:0.12%、Mg:0.22%、C
a:18.3%、Si:0.25%の成分を有する炭酸
スカンジュウム化合物200gに水1 l加え、温度6
0℃にて、PHが1.0となるように硫酸により溶解後
ろ過し、Sc:4.42g/l、Fe:2.16g/
l、Al:8.65g/l、Sn:1.08g/l、M
n:0.60g/l、Ni:0.22g/l、Mg:
0.40g/l、Ca:0.46g/l、Si:0.3
1g/l濃度の溶解液を得た。この時の炭酸スカンジュ
ウム化合物のSc溶解率は96%であった。
That is, Sc: 2.35%, Fe: 1.35%
16%, Al: 4.65%, Sn: 0.56%, Mn:
0.32%, Ni: 0.12%, Mg: 0.22%, C
a: 18.3%, Si: 0.25% A scandium carbonate compound having a content of 0.25% was added to 200 g of a scandium carbonate compound, and 1 l of water was added.
At 0 ° C., the mixture was dissolved with sulfuric acid so that the pH became 1.0, followed by filtration. Sc: 4.42 g / l, Fe: 2.16 g /
1, Al: 8.65 g / l, Sn: 1.08 g / l, M
n: 0.60 g / l, Ni: 0.22 g / l, Mg:
0.40 g / l, Ca: 0.46 g / l, Si: 0.3
A solution with a concentration of 1 g / l was obtained. At this time, the Sc dissolution rate of the scandium carbonate compound was 96%.

【0045】この溶解液に、しゅう酸アンモニュウムを
Scがしゅう酸スカンジュウムとして生成するに必要な
当量に対して、1.1倍量を加え60℃にて1時間の間
反応熟成し、しゅう酸スカンジュウムを得た。
To this solution was added 1.1 times the equivalent required for Sc to produce scandium oxalate as ammonium oxalate, and the mixture was allowed to react and ripen at 60 ° C. for 1 hour. I got

【0046】このときの、Sc回収率は96.5%であ
り、Sc以外の不純物の供沈率はFe:0.2%、A
l:0.1%、Sn:0.1%、Mn:0.1%、N
i:0.2%、Mg:0.1%、であった。
At this time, the Sc recovery rate was 96.5%, and the precipitation rate of impurities other than Sc was Fe: 0.2%, A
1: 0.1%, Sn: 0.1%, Mn: 0.1%, N
i: 0.2%, Mg: 0.1%.

【0047】しゅう酸スカンジュウムを800℃で3時
間焼成し、酸化スカンジュウムとした。
Scandium oxalate was calcined at 800 ° C. for 3 hours to obtain scandium oxide.

【0048】このようにして得られた酸化スカンジュウ
ムを15Nのトリフルオロメタンスルホン酸溶液に、酸
化スカンジュウムがスカンジュウムトリフラートとして
溶解するに必要な当量の1.05当量を加え、沸点温度
120℃で2時間溶解し、スカンジュウムトリフラート
水溶液を得た。
The scandium oxide thus obtained was added to a 15N solution of trifluoromethanesulfonic acid in an amount of 1.05 equivalents required for dissolving the scandium oxide as scandium triflate. After dissolving for an hour, an aqueous scandium triflate solution was obtained.

【0049】このようにして得られた水溶液を、エバポ
レーターの使用により、温度60℃、真空度100トー
ルにて余剰水の低温真空蒸発を行ったところ、1時間程
度で白色固形物が得られた。さらに、温度200℃、真
空度10-1トールにて24時間高温真空乾燥を行い、ス
カンジュウムトリフラートの白色粉末を得た後、アルゴ
ンガスにて密封した。
The aqueous solution thus obtained was subjected to low-temperature vacuum evaporation of excess water at a temperature of 60 ° C. and a degree of vacuum of 100 Torr by using an evaporator. As a result, a white solid was obtained in about 1 hour. . Furthermore, high-temperature vacuum drying was performed at a temperature of 200 ° C. and a degree of vacuum of 10 −1 torr for 24 hours to obtain a white powder of scandium triflate, which was then sealed with argon gas.

【0050】得られたスカンジュウムトリフラートの組
成は、Sc:9.02%、Fe:92ppm、Al:1
26ppm、Sn:18ppm、Mn:12ppm、N
i:8ppm、Ca:45ppm、Si:3ppmであ
りスカンジュウムトリフラートとして99%からなる高
純度なスカンジュウムトリフラートが得られた。
The composition of the obtained scandium triflate was as follows: 9.02% of Sc, 92 ppm of Fe, and 1: 1 of Al
26 ppm, Sn: 18 ppm, Mn: 12 ppm, N
i: 8 ppm, Ca: 45 ppm, Si: 3 ppm, and a high-purity scandium triflate of 99% as scandium triflate was obtained.

【0051】[0051]

【比較例1】実施例1の成分を有する水酸化スカンジュ
ウム化合物100gに水1リットルを加え、温度60℃
にてトリフルオロメタンスルホン酸にて溶解し、スカン
ジュウムトリフラート水溶液を得た。その時の液PHは
1.5であり、水酸化スカンジュウム化合物のSc溶解
率は98%であった。
Comparative Example 1 One liter of water was added to 100 g of the scandium hydroxide compound having the components of Example 1, and the temperature was 60 ° C.
Was dissolved in trifluoromethanesulfonic acid to obtain an aqueous solution of scandium triflate. The liquid PH at that time was 1.5, and the Sc dissolution rate of the scandium hydroxide compound was 98%.

【0052】この低純度なスカンジュウムトリフラート
水溶液を、実施例で行なったシュウ酸塩によるシュウ酸
スカンジュウム生成操作を行なわないで、スカンジュウ
ムトリフラート水溶液を、直接エバポレーターの使用に
より、温度60℃、真空度100トールにて余剰水の低
温真空蒸発を行ったところ、1時間程度で灰色固形物が
得られた。さらに、温度200℃、真空度10-1トール
にて24時間高温真空乾燥を行い、スカンジュウムトリ
フラートの粉末を得た後、アルゴンガスにて密封した。
This low-purity aqueous scandium triflate solution was not subjected to the operation of forming scandium oxalate with oxalate as described in Examples, but the aqueous scandium triflate aqueous solution was directly heated to a temperature of 60 ° C. by using an evaporator. When low-temperature vacuum evaporation of excess water was performed at a degree of vacuum of 100 Torr, a gray solid was obtained in about 1 hour. Further, high-temperature vacuum drying was performed at a temperature of 200 ° C. and a degree of vacuum of 10 −1 torr for 24 hours to obtain scandium triflate powder, which was then sealed with argon gas.

【0053】このようにして得られたスカンジュウムト
リフラートは灰色であり、その組成は、Sc:2.65
%、Fe:0.67%、Al:3.62%、Sn:0.
32%、Mn:0.14%、Ni:0.16%、Mg:
0.43%、Ca:0.15%、Si:0.05%であ
った。
The scandium triflate thus obtained is gray and has a composition of Sc: 2.65.
%, Fe: 0.67%, Al: 3.62%, Sn: 0.
32%, Mn: 0.14%, Ni: 0.16%, Mg:
0.43%, Ca: 0.15%, Si: 0.05%.

【0054】スカンジュウムトリフラートとしての組成
は29.0%であった。
The composition as scandium triflate was 29.0%.

【0055】[0055]

【触媒機能比較】以下に実施例1、2で得られた高純度
スカンジュウムトリフラートと比較例で得られたスカン
ジュウムトリフラート及び代表的な金属トリフラートで
ある高純度スズトリフラートの触媒機能比較の一例を示
す。 (アルドール反応)反応物に対し10モル%の触媒の存
在下、水―THF(1:4)中で、ベンズアルデヒドに
シクロヘキサン由来のシリルエノールエーテルを、常温
で5時間反応させて、対応するアルドール体(1)を得
る。
[Comparison of catalytic functions] Comparison of the catalytic functions of the high-purity scandium triflate obtained in Examples 1 and 2, the scandium triflate obtained in Comparative Example, and the high-purity tin triflate, which is a typical metal triflate, will be described below. An example is shown. (Aldol reaction) Benzaldehyde was reacted with cyclohexane-derived silyl enol ether at room temperature for 5 hours in water-THF (1: 4) in the presence of a catalyst of 10 mol% with respect to the reaction product, and the corresponding aldol derivative was obtained. Obtain (1).

【0056】[0056]

【化1】 Embedded image

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】(マンニヒ反応)反応物に対し10モル%
の触媒の存在下、塩化メチレン中−78℃において、ベ
ンズアルデヒドにアニリン、引き続きメチルイソブチー
ト由来のケテンシリルアセタールを作用させ、さらに同
温度で3時間反応させて、対応する付加体(2)を得
る。
(Mannich reaction) 10 mol% based on the reaction product
Aniline and then ketene silyl acetal derived from methyl isobutyrate are reacted with benzaldehyde at −78 ° C. in methylene chloride in the presence of the above catalyst, and further reacted at the same temperature for 3 hours to form the corresponding adduct (2). obtain.

【0059】[0059]

【化2】 Embedded image

【0060】[0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明により、高純度で、高触媒活性の
スカンジュウム・トリフラートが製造できた。
According to the present invention, scandium triflate having high purity and high catalytic activity can be produced.

フロントページの続き (72)発明者 薬師寺 弘昌 青森県八戸市大字河原木字遠山新田(番 地なし) 大平洋金属株式会社 八戸製 造所内 (72)発明者 小林 修 東京都千代田区猿楽町1―6―6―702 (56)参考文献 特開 平9−249672(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07F 5/00 Continued on the front page (72) Inventor Hiromasa Yakushiji Aomori Prefecture Hachinohe-shi Ohara Kawagi tree character Toyama Nitta (without address) Taiheiyo Metal Co., Ltd. Hachinohe Works (72) Inventor Osamu Kobayashi 1-Sarugakucho, Chiyoda-ku, Tokyo 6-6-702 (56) References JP-A-9-249672 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C07F 5/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 工程1―低純度のスカンジュウム化合物
含有水溶液を、pH0.5〜4.0の範囲に調整した
後、シュウ酸(塩)を添加してシュウ酸スカンジュウム
として回収し、 工程2―前記シュウ酸スカンジュウムを焼成して酸化ス
カンジュウムとし、 工程3―前記酸化スカンジュウムをトリフルオロメタン
スルホン酸により溶解して反応させ、スカンジュウム・
トリフラート水溶液を得ることからなる高純度スカンジ
ュウムトリフラートの製造方法。
Step 1-After adjusting a low-purity aqueous solution containing a scandium compound to a pH in the range of 0.5 to 4.0, oxalic acid (salt) is added thereto, and the resulting solution is recovered as scandium oxalate. Calcinating the scandium oxalate to scandium oxide; Step 3-dissolving and reacting the scandium oxide with trifluoromethanesulfonic acid to form scandium oxide;
A method for producing high-purity scandium triflate, comprising obtaining an aqueous triflate solution.
【請求項2】 前記工程3で得られたスカンジュウム・
トリフラート水溶液に含有されている余剰水分を蒸発除
去し、固体状のスカンジュウム・トリフラートを得る、
ことからなる高純度スカンジュウム・トリフラートの製
造方法。
2. The scandium obtained in the step 3
Evaporating and removing excess water contained in the aqueous triflate solution to obtain a solid scandium triflate,
A method for producing high-purity scandium triflate comprising:
【請求項3】 前記請求項2で得られた固体状のスカン
ジュウム・トリフラートを、更に高温、減圧下で乾燥し
た後、不活性ガスにより密閉することを特徴とする請求
項1または2に記載の高純度スカンジュウム・トリフラ
ートの製造方法。
3. The solid scandium triflate obtained in claim 2 is further dried at high temperature and reduced pressure, and then sealed with an inert gas. A method for producing high-purity scandium triflate.
【請求項4】 前記工程2で得られた酸化スカンジュウ
ムを、更に酸で溶解してスカンジュウム含有酸性水溶液
とし、これを低純度のスカンジュウム化合物含有水溶液
として用い、前記工程1から前記工程2の操作を1回又
は2回以上順次繰り返した後、前記工程3に供すること
を特徴とする請求項1又は2又は3に記載の高純度スカ
ンジュウム・トリフラートの製造方法。
4. The scandium oxide obtained in the step 2 is further dissolved in an acid to form a scandium-containing acidic aqueous solution, which is used as a low-purity scandium compound-containing aqueous solution. The method for producing high-purity scandium triflate according to claim 1, wherein the method is repeated once or twice or more and then subjected to the step 3.
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