JP5360863B2 - 芳香族置換脂肪族環式ケトン化合物の合成方法 - Google Patents
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Description
(1)芳香族置換脂肪族環式化合物から対応するベンジル位が酸化されたケトン化合物を製造するに当たり、1)分子状酸素並びに遷移金属を担持したメソポーラスモレキュラーシーブ触媒を用いて酸素酸化すること、2)遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒と芳香族置換脂肪族環式化合物並びに分子状酸素を反応させる状態が、酸素分圧で0.5〜3MPa、二酸化炭素分圧で8〜20MPaの超臨界二酸化炭素状態であること、3)上記メソポーラスモレキュラーシーブ触媒として、遷移金属含有率が、0.5〜5重量%であり、比表面積が800〜1500m2/gの遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒を用いること、4)当該触媒と芳香族置換脂肪族環式化合物のベンジル位に生成する1−ヒドロペルオキシドの分解を進行させてこれを反応系に蓄積することなく酸素酸化すること、5)上記芳香族置換脂肪族環式化合物が、テトラリン、インダン又はフルオレンであること、を特徴とするケトン化合物の製造方法。
(2)芳香族置換脂肪族環式ケトン化合物が、1−テトラロン、1−インダノン又はフルオレノンである、前記(1)に記載のケトン化合物の製造方法。
(3)遷移金属を担持するメソポーラスモレキュラーシーブが、MCM−41又はMCM−48である、前記(1)に記載のケトン化合物の製造方法。
(4)メソポーラスモレキュラーシーブに担持する遷移金属種が、クロム、マンガン、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含むものからなる、前記(1)に記載のケトン化合物の製造方法。
(5)遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒と芳香族置換脂肪族環式化合物並びに分子状酸素を反応させる状態が、酸素分圧で0.02〜0.5MPaの気液状態である、前記(1)に記載のケトン化合物の製造方法。
(6)遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒と芳香族置換脂肪族環式化合物並びに分子状酸素を、40〜150℃の温度条件で反応させる、前記(1)に記載のケトン化合物の製造方法。
(7)遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒の使用量が、反応基質である芳香族置換脂肪族環式化合物に対し、0.5〜20重量%である、前記(1)に記載のケトン化合物の製造方法。
本発明は、芳香族置換脂肪族環式化合物から芳香族置換脂肪族環式ケトン化合物を製造する方法であって、分子状酸素並びに遷移金属を担持したメソポーラスモレキュラーシーブ触媒を用いて酸素酸化することを特徴とするものである。本発明は、遷移金属を担持するメソポーラスモレキュラーシーブが、MCM−41又はMCM−48であること、遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒と芳香族置換脂肪族環式化合物並びに分子状酸素を反応させる状態が、酸素分圧で0.5〜3MPa、二酸化炭素分圧で8〜20MPaの超臨界二酸化炭素状態であること、遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒と芳香族置換脂肪族環式化合物並びに分子状酸素を、40〜150℃の温度条件で反応させること、を好ましい実施の態様としている。
(1)芳香族置換脂肪族環式化合物を出発物質とし、酸素酸化反応を行うことにより、芳香族置換脂肪族環式ケトン化合物を高選択率で製造することができる。
(2)従来法のような、爆発の危険性を有する重金属酸化剤や有機過酸化物を用いることなく、分子状酸素並びに遷移金属を担持したメゾポーラス触媒のみを用い、超臨界二酸化炭素反応場のような穏和な反応条件下、芳香族置換脂肪族環式化合物から芳香族置換脂肪族環式ケトン化合物を、高い反応転化率並びに反応選択性で製造することができる。
(3)工業的利用価値の高い芳香族置換脂肪族環式ケトン化合物の新規製造方法を提供することができる。
CrMCM−41触媒は、以下の方法により合成した。水酸化ナトリウム0.3g並びに26%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液2.63g(和光純薬)を、蒸留水28.0gに室温で溶解させた後、撹拌しながらヒュームドシリカ3.0g(Aldrich)を徐々に添加し、30分かき混ぜた。この懸濁液に、臭化ヘキサデシルアンモニウム4.55g(Aldrich)を蒸留水14gに溶かした溶液、並びに硝酸クロミウム六水和物(和光純薬)0.4gを蒸留水10gに溶かした溶液を徐々に加え、1時間かき混ぜた。
CrMCM−48触媒は、以下の方法により合成した。水酸化ナトリウム1.0gを蒸留水40.0gに室温で溶解させた後、撹拌しながらヒュームドシリカ3.0g(Aldrich)を徐々に添加し、30分かき混ぜた。この懸濁液に、臭化ヘキサデシルアンモニウム2.19g(Aldrich)をエタノール10gに溶かした溶液、並びに硝酸クロミウム六水和物(和光純薬)0.4gを蒸留水10gに溶かした溶液を徐々に加え、1時間かき混ぜた。
比較触媒として、Cr/SiO2触媒を、以下の方法により合成した。硝酸クロミウム六水和物(和光純薬)20mgを蒸留水2gに溶かした溶液にSiO21gを加え、室温で4時間かき混ぜた。得られた固形物を電気炉に入れ、80℃で12時間乾燥させた。次いで、この乾燥物を電気炉に入れ、550℃(加熱速度1℃/分)で12時間焼成し、比較触媒として用いた。Cr含有量は3.0wt%であった。
また、他の比較触媒として用いたCrAlPO触媒(R.A.Sheldon等,J.Catalysis,175,62(1998))、CoAlPO触媒(特開2005−089342号公報)、及びMnMFI触媒(特開2005−255652号公報)は、公知の方法により、それぞれ合成した。
製造例2及び製造例3により合成した遷移金属を含むMFI系ゼオライト触媒、並びにAlPO系ゼオライト触媒を用い、実施例1と同様の方法により、テトラリンの酸素酸化反応を試みた。結果を表5に示す。
Claims (7)
- 芳香族置換脂肪族環式化合物から対応するベンジル位が酸化されたケトン化合物を製造するに当たり、1)分子状酸素並びに遷移金属を担持したメソポーラスモレキュラーシーブ触媒を用いて酸素酸化すること、2)遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒と芳香族置換脂肪族環式化合物並びに分子状酸素を反応させる状態が、酸素分圧で0.5〜3MPa、二酸化炭素分圧で8〜20MPaの超臨界二酸化炭素状態であること、3)上記メソポーラスモレキュラーシーブ触媒として、遷移金属含有率が、0.5〜5重量%であり、比表面積が800〜1500m2/gの遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒を用いること、4)当該触媒と芳香族置換脂肪族環式化合物のベンジル位に生成する1−ヒドロペルオキシドの分解を進行させてこれを反応系に蓄積することなく酸素酸化すること、5)上記芳香族置換脂肪族環式化合物が、テトラリン、インダン又はフルオレンであること、を特徴とするケトン化合物の製造方法。
- 芳香族置換脂肪族環式ケトン化合物が、1−テトラロン、1−インダノン又はフルオレノンである、請求項1に記載のケトン化合物の製造方法。
- 遷移金属を担持するメソポーラスモレキュラーシーブが、MCM−41又はMCM−48である、請求項1に記載のケトン化合物の製造方法。
- メソポーラスモレキュラーシーブに担持する遷移金属種が、クロム、マンガン、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含むものからなる、請求項1に記載のケトン化合物の製造方法。
- 遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒と芳香族置換脂肪族環式化合物並びに分子状酸素を反応させる状態が、酸素分圧で0.02〜0.5MPaの気液状態である、請求項1に記載のケトン化合物の製造方法。
- 遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒と芳香族置換脂肪族環式化合物並びに分子状酸素を、40〜150℃の温度条件で反応させる、請求項1に記載のケトン化合物の製造方法。
- 遷移金属担持メソポーラスモレキュラーシーブ触媒の使用量が、反応基質である芳香族置換脂肪族環式化合物に対し、0.5〜20重量%である、請求項1に記載のケトン化合物の製造方法。
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