JP6068638B2 - シクロアルカンの酸化触媒並びにアルコール及びケトンの製造方法 - Google Patents
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Description
シクロアルカンとは、3〜約10個の炭素原子、より一般的には約5〜約8個の炭素原子を有する飽和環状炭化水素のことを示す場合がある。シクロアルカンの非限定例としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、及びシクロオクタンが挙げられる。
本発明で使用可能なヒドロペルオキシド化合物の具体例は、式(I)で表すことができる。
R−O−O−H (I)
(式中、Rは3〜15個の炭素原子を有する炭化水素基とすることができ、主にアルキル基又はアリール基である)
本発明の結晶性MWW型チタノシリケート触媒は、W.Meier,D.H.Meier,D.H.Olxon and Ch.Baerlocher,Atlas of Zeolite Structure Types,4th Edition,Elsevier(1996)(以下、単に「Atlas」と呼ぶ)中でゼオライトを定義している国際ゼオライト学会(以下、単に「IZA]と呼ぶ)に従って定義されている。MWW構造は、モレキュラーシーブの1つの既知の構造であり、10個の酸素原子を含む環構造からなる空孔を有し、スーパーケージ(0.7×0.7×1.8nm)を有することを特徴としている。この構造は、上述のAtlas刊行後のIZAに承認されている。
xTiO2.(1−x)SiO2
(式中、xは0.0001〜0.5であり、より好ましくは、xの値は0.01〜0.13である)
本発明の実施に際し、触媒は触媒と反応物が密接に接触するように配された触媒床の中へ配合されることにより、シクロヘキサンなどのシクロアルカンと接触することができる。あるいは、触媒は当該技術分野で公知の技術を用いて反応混合物と共にスラリー化することもできる。本発明の方法は、バッチ式と連続式のいずれのシクロアルカンの酸化にも好適である。これらの方法は、通常の技術を有する者に明白であろう多様な条件で実施可能である。
Ti−MWWは、Prof.Wuのグループの報告(Wu P.,J.Phys.Chem.B 2002,106,748−753)に従って、2工程で合成した。最初に、Ti含有MWWを、ヒュームドシリカ(Cab−o−sil M7D)、オルトチタン酸テトラブチル、ホウ酸、ピペリジン(PI)、及び蒸留水から合成した。次に、Ti含有前駆体を2MのHNO3水溶液と共に還流して骨格外Ti種及び骨格ホウ素の一部を除去した。固体生成物を濾過し、洗浄し、乾燥し、最後に550℃で10時間焼成した。
t−ブチルヒドロペルオキシド(TBHP)を用いたシクロヘキサンの酸化(80℃で1時間、シクロヘキサン中に0.10gの触媒と6.0重量%のTBHP)を触媒するために、遷移金属内包ゼオライトを使用した。結果は表1に示されている。
Claims (9)
- シクロアルカンを酸化して対応するアルコールとケトンとを含む生成物混合物を生成するための方法であって、前記方法は、触媒有効量の結晶性MWW型チタノシリケート触媒の存在下、シクロアルカンをヒドロペルオキシドと接触させることを含む、方法。
- ヒドロペルオキシドが、tert−ブチルヒドロペルオキシド、tert−アミルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、エチルベンゼンヒドロペルオキシド、シクロヘキシルヒドロペルオキシド、メチルシクロヘキシルヒドロペルオキシド、テトラリンヒドロペルオキシド、イソブチルベンゼンヒドロペルオキシド、及びエチルナフタレンヒドロペルオキシドからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記ヒドロペルオキシドが反応開始時に反応媒体に添加される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記ヒドロペルオキシドが、シクロアルカンと酸素又は酸素生成剤との反応によってin situで生成される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記MWW構造が、化学組成式:xTiO2.(1−x)SiO2(式中、xは0.0001〜0.5である)で表される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記触媒が、周期律表のIB族、IVB族、VB族、VIB族、VIIB族、VIIIB族、及びVA族の元素からの1種以上のヘテロ原子を更に含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 反応温度が20〜200℃である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 反応媒体中で、純酸素、空気、酸素富化空気、低酸素空気、又は不活性ガスで希釈した酸素が使用される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 反応媒体の総重量に対して1〜10重量%の範囲の前記触媒が使用される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
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