JP6271331B2 - アセチレン結合を有する化合物及び/又はジエンの製造方法 - Google Patents
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Description
R1及びR2は一緒になって、R1が結合する炭素原子と、R2が結合する炭素原子と、それらの炭素原子が結合する炭素原子と共に炭素数5〜15の環を形成し、R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R1及びR3は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R2及びR4は一緒になって、R2及びR4が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成するか、あるいは
R1及びR3は一緒になって、R1及びR3が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R2及びR4は一緒になって、R2及びR4が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示される化合物〔以下、ケトン化合物(I)ということがある。〕及び下記式(II)
R5、R6及びR7は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成するか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R7は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は、それぞれ独立して、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R7は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示される化合物〔以下、ケトン化合物(II)ということがある。〕からなる群より選ばれる少なくとも一種を脱水反応させることを特徴とするアセチレン結合を有する化合物及び/又はジエンの製造方法。
(2)前記担体が、シリカを含む担体である前記(1)に記載の製造方法。
(3)前記触媒において、元素(B)が、元素(A)1モルに対して0.01〜5モル担持されてなる前記(1)〜(2)のいずれかに記載の製造方法。
(4)第3族元素が、スカンジウム、イットリウム、ランタン及びセリウムからなる群より選ばれる少なくとも一種であり、第4族元素が、チタン、ジルコニウム及びハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種であり、第13族元素が、アルミニウム、ガリウム、インジウム及びタリウムからなる群より選ばれる少なくとも一種である前記(1)〜(3)のいずれかに記載の製造方法。
(5)第1族元素が、カリウム及びセシウムからなる群より選ばれる少なくとも一種であり、第2族元素が、マグネシウムである前記(1)〜(4)のいずれかに記載の製造方法。
(6)式(I)で示される化合物がアセトンである前記(1)〜(5)のいずれかに記載の製造方法。
(7)前記(1)〜(6)のいずれかに記載の製造方法によりアセチレン結合を有する化合物又はアセチレン結合を有する化合物とジエンとを製造し、得られたアセチレン結合を有する化合物を、第10族金属化合物、プロトン酸及びホスフィン化合物を含む触媒の存在下、ヒドロキシル基を有する化合物及び一酸化炭素と反応させることを特徴とするカルボン酸エステルの製造方法。
(8)前記(1)〜(7)に記載の触媒において、担体がシリカ、元素(A)がセシウム、元素(B)がセリウムであって、XPSスペクトル測定による表面セリウム濃度が0.2原子%以上10.0原子%以下であることを特徴とする触媒。
R1及びR2は一緒になって、R1が結合する炭素原子と、R2が結合する炭素原子と、それらの炭素原子が結合する炭素原子と共に炭素数5〜15の環を形成し、R4は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R1は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R2及びR4は一緒になって、R2及びR4が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示される化合物である場合には、対応する下記式(VI’)
R1及びR2は一緒になって、R1が結合する炭素原子と、R2が結合する炭素原子と、それらの炭素原子が結合する炭素原子と共に炭素数5〜15の環を形成し、R4は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R1は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R2及びR4は一緒になって、R2及びR4が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるジエン及び/又は下記式(VII)
R1及びR2は一緒になって、R1が結合する炭素原子と、R2が結合する炭素原子と、それらの炭素原子が結合する炭素原子と共に炭素数5〜15の環を形成し、R4は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R1は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R2及びR4は一緒になって、R2及びR4が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるアセチレン結合を有する化合物が得られる。
R6及びR7は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示される化合物である場合には、対応する下記式(VIIIa)
R6及びR7は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるジエン、下記式(IXa)
R6及びR7は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるジエン及び/又は下記式(X)
R6及びR7は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるアセチレン結合を有する化合物が得られる。また、ケトン化合物(II)において、R7が水素原子である場合、すなわち、下記式(IIb)
(式中、R5、R6、R8及びR9は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R5及びR6は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成するか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R8及びR9は、それぞれ独立して、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示される化合物である場合には、対応する下記式(VIIIb)
R5及びR6は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成するか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R8及びR9は、それぞれ独立して、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるジエン、下記式(IXb)
R5及びR6は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成するか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R8及びR9は、それぞれ独立して、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるジエン及び/又は下記式(XI)
R5及びR6は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成するか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R8及びR9は、それぞれ独立して、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるアセチレン結合を有する化合物が得られる。ケトン化合物(II)において、R5及びR7が水素原子である場合、すなわち、下記式(IIc)
R6は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示される化合物である場合には、対応する下記式(VIIIc)
R6は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるジエン、下記式(IXc)
R6は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるジエン、下記式(X’)
R6は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるアセチレン結合を有する化合物及び/又は下記式(XI’)
R6は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示されるアセチレン結合を有する化合物が得られる。
<触媒の製造>
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−50〕を0.85〜1.4mmの顆粒状に破砕し、担体に用いた。担体5.00gに、硝酸セシウム〔CsNO3、ロックウッドリチウムジャパン(株)製〕0.3752g及び硝酸セリウム六水和物〔Ce(NO3)3・6H2O、和光純薬工業(株)製〕0.1018gを純水5.04gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から600℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成することにより硝酸塩を分解し、セシウム及びセリウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:4.84重量%、セリウム含有量:0.62重量%、セリウム/セシウム=0.12(モル比)〕を得た。
得られた触媒をKRATOS社製AXIS−ULTRAを用いてXPS測定を行った。X線は単色化したアルミニウムKα線を使用し、そのAnodeHTは15kV、Currentは15mAとして測定した。パスエネルギーは20eV、レンズモードはLowMag、アパーチャーはSLOT、dwell timeは500m秒とした。中和条件は中和銃のFilament Currentを2A、Filament Biasを1.5V、Charge Balanceを3.5Vとした。炭素1sピークについては、測定範囲は、300〜274eV、ステップ幅は0.1eV、積算回数は5回として測定を行った。酸素1sピークについては、測定範囲を545〜520eVとした以外は炭素1sピークと同様に測定を行った。ケイ素2pピークについては、測定範囲を112〜94eVとした以外は炭素1sピークと同様に測定を行った。セシウム3dピークについては、測定範囲を745〜712eVとした以外は炭素1sピークと同様に測定を行った。セリウム3dピークについては、測定範囲を925〜870eVとしたこと、積算回数を20回としたこと以外は炭素1sピークと同様に測定を行った。
ディジタルデータマネジメント社製解析ソフトCasaXPSを用いて得られたXPSスペクトルのスムージング処理をSmoothing width=11の条件にて行い、帯電補正は炭素1sピークが284.6eVとなるように行った。続いて、各ピークの相対強度を求め、以下の式(i)を用いて表面セリウム濃度を算出した。表面セリウム濃度は、0.36原子%であった。
表面セリウム濃度(原子%)=[b/a]×100 (i)
a:酸素1sピークの相対強度、ケイ素2pピークの相対強度、セシウム3d5/2ピークの相対強度及びセリウム3dピークの相対強度の合計値
b:セリウム3dピークの相対強度の値
ここで、相対強度とは、それぞれのピーク面積を装置固有のパラメータである元素ごとの相対感度係数と透過係数で補正したものである。酸素1sピークの相対強度は、shirley法によるバックグラウンド処理の後、537〜528eVの範囲を解析することにより得た。ケイ素2pピークの相対強度は、107〜100eVの範囲で解析した以外は、酸素1sピークの相対強度と同様に得た。セシウム3d5/2ピークの相対強度は、730〜720eVの範囲で解析した以外は酸素1sピークの相対強度と同様に得た。セシウム3d5/2ピークのバックグラウンド補正線を含むXPSスペクトルを図1に示す。セリウム3dピークの相対強度はlinear法によるバックグラウンド処理の後、910〜893eV及び893〜876eVの範囲を解析することにより得た。尚、セリウム3dピークの解析の際には、910〜915eVのピークはセシウムのオージェピークと重なるため考慮しなかった。セリウム3dピークのバックグラウンド補正線を含むXPSスペクトルを図2に示す。
外径4mmの温度計鞘管が設けられた内径12mmの石英製の反応管の下部に石英ウールを仕切り剤として充填し、SiCを7.1ml充填後、さらに石英ウールを仕切り剤として充填し、ついで得られた触媒0.50g(体積1.2ml)を充填後、さらに石英ウールを仕切り剤として充填し、ついでSiCを12.7ml充填した。
触媒充填済みの反応管を電気炉で加熱し、反応管入口から窒素ガスを130ml/分の速度で反応管内に供給しながら、反応管を昇温した。
アセトンの転化率(%)=[d/c]×100 (ii)
c:アセトンの供給速度(mol/h)
d:反応管出口ガスにおける全生成物の合計生成速度(mol/h)
なお、アセトンの供給速度は供給開始から終了までのガス吸収ビンの重量変化から計算した。
各生成物の選択率(%)=〔反応管出口ガスにおける各生成物の生成速度(mol/h)÷反応管出口ガスにおける全生成物の合計生成速度(mol/h)〕×100 (iii)
ここで、生成物とは、プロピン、プロパジエン、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、プロパン、プロピレン、イソブチレン、2−メチルフラン、2−メチル−1−ペンテン−3−イン、2−ヘキセン−4−イン、メチルシクロペンタジエン、一酸化炭素、二酸化炭素及びFID検出器にて検出された未同定の有機化合物をいう。
<触媒の製造>
担体の使用量を5.00gから20.20gに変更したことと、硝酸セシウムの使用量を0.3752gから1.5262gに変更したことと、硝酸セリウム六水和物の使用量を0.1018gから0.8500gに変更したことと、純水の使用量を5.04gから19.97gに変更したこと以外は、実施例1<触媒の製造>と同様の操作を行い、セシウム及びセリウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:4.84重量%、セリウム含有量:1.27重量%、セリウム/セシウム=0.25(モル比)〕を得た。
上記で得られた触媒0.50g(体積1.2ml)を用いたことと触媒層温度627℃で反応を開始したこと以外は、実施例1<触媒充填>及び<触媒の寿命評価試験>と同様の操作で触媒の充填及び寿命評価試験を行った。プロピンとプロパジエンとの合計選択率の平均値及びアセトン転化率が35%を保てなくなった時点の合計の反応時間を表1に示す。
<触媒の製造>
硝酸セシウムの使用量を0.3752gから0.3785gに変更したことと、硝酸セリウム六水和物の使用量を0.1018gから0.4252gに変更したことと、純水の使用量を5.04gから4.95gに変更したこと以外は、実施例1<触媒の製造>と同様の操作を行い、セシウム及びセリウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:4.78重量%、セリウム含有量:2.54重量%、セリウム/セシウム=0.50(モル比)〕を得た。
上記で得られた触媒0.50g(体積1.2ml)を用いたことと触媒層温度632℃で反応を開始したこと以外は、実施例1<触媒充填>及び<触媒の寿命評価試験>と同様の操作で触媒の充填及び寿命評価試験を行った。プロピンとプロパジエンとの合計選択率の平均値及びアセトン転化率が35%を保てなくなった時点の合計の反応時間を表1に示す。
<触媒の製造>
硝酸セシウムの使用量を0.3752gから0.3774gに変更したことと、硝酸セリウム六水和物の使用量を0.1018gから0.8443gに変更したことと、純水の使用量を5.04gから5.00gに変更したこと以外は、実施例1<触媒の製造>と同様の操作を行い、セシウム及びセリウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:4.65重量%、セリウム含有量:4.93重量%、セリウム/セシウム=1.0(モル比)〕を得た。
上記で得られた触媒0.50g(体積1.2ml)を用いたことと触媒層温度635℃で反応を開始したこと以外は、実施例1<触媒充填>及び<触媒の寿命評価試験>と同様の操作で触媒の充填及び寿命評価試験を行った。プロピンとプロパジエンとの合計選択率の平均値及びアセトン転化率が35%を保てなくなった時点の合計の反応時間を表1に示す。
<触媒の製造>
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−50〕に代えて、シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−30C〕を使用したことと硝酸セシウムの使用量を0.3752gから0.5853gに変更したことと、硝酸セリウム六水和物の使用量を0.1018gから0.3248gに変更したことと、純水の使用量を5.04gから3.50gに変更したこと以外は、実施例1<触媒の製造>と同様の操作を行い、セシウム及びセリウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:7.25重量%、セリウム含有量:1.90重量%、セリウム/セシウム=0.25(モル比)〕を得た。
実施例1<触媒のXPSスペクトル測定>及び<表面セリウム濃度の算出>と同様に表面セリウム濃度を算出したところ、0.87原子%であった。
上記で得られた触媒0.50g(体積1.0ml)を用いたことと触媒層温度635℃で反応を開始したこと以外は、実施例1<触媒充填>及び<触媒の寿命評価試験>と同様の操作で触媒の充填及び寿命評価試験を行った。反応における触媒体積に対する全ガス流量の比(GHSV)は8593h−1であった。プロピンとプロパジエンとの合計選択率の平均値及びアセトン転化率が35%を保てなくなった時点の合計の反応時間を表1に示す。
<触媒の製造>
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−50〕に代えて、シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−30C〕を使用したことと硝酸セシウム0.3752g及び硝酸セリウム六水和物0.1018gを純水5.04gに溶解して調製した水溶液に代えて、硝酸セシウム0.5848gと、硝酸セリウム六水和物0.3299gと、硝酸マグネシウム六水和物〔Mg(NO3)2・6H2O、和光純薬工業(株)製〕0.0960gとを純水3.55gに溶解して調製した水溶液を使用したこと以外は、実施例1<触媒の製造>と同様の操作を行い、セシウム、セリウム及びマグネシウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:7.23重量%、セリウム含有量:1.93重量%、マグネシウム含有量:0.16重量%、セリウム/(セシウム+マグネシウム)=0.23(モル比)〕を得た。
上記で得られた触媒0.50g(体積1.0ml)を用いたことと触媒層温度632℃で反応を開始したこと以外は、実施例1<触媒充填>及び<触媒の寿命評価試験>と同様の操作で触媒の充填及び寿命評価試験を行った。反応における触媒体積に対する全ガス流量の比(GHSV)は8593h−1であった。プロピンとプロパジエンとの合計選択率の平均値及びアセトン転化率が35%を保てなくなった時点の合計の反応時間を表1に示す。
<触媒の製造>
担体の使用量を5.00gから20.29gに変更したことと、硝酸セシウム0.3752g及び硝酸セリウム六水和物0.1018gを純水5.04gに溶解して調製した水溶液に代えて、硝酸セシウム1.5335g及び硝酸ジルコニル二水和物〔ZrO(NO3)2・2H2O、和光純薬工業(株)製〕0.2627gを純水16.65gに溶解して調製した水溶液を使用したこと以外は、実施例1<触媒の製造>と同様の操作を行い、セシウム、セリウム及びジルコニウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:4.88重量%、ジルコニウム含有量:0.42重量%、ジルコニウム/セシウム=0.12(モル比)〕を得た。
上記で得られた触媒0.50g(体積1.2ml)を用いたことと触媒層温度628℃で反応を開始したこと以外は、実施例1<触媒充填>及び<触媒の寿命評価試験>と同様の操作で触媒の充填及び寿命評価試験を行った。プロピンとプロパジエンとの合計選択率の平均値及びアセトン転化率が35%を保てなくなった時点の合計の反応時間を表1に示す。
<触媒の製造>
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−50〕に代えて、シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−50C〕を使用したことと担体の使用量を5.00gから10.23gに変更したことと、硝酸セシウム0.3752g及び硝酸セリウム六水和物0.1018gを純水5.04gに溶解して調製した水溶液に代えて、硝酸セシウム0.7740g及び硝酸アルミニウム九水和物〔Al(NO3)3・9H2O、和光純薬工業(株)製〕0.3715gを純水8.37gに溶解して調製した水溶液を使用したこと以外は、実施例1<触媒の製造>と同様の操作を行い、セシウム、セリウム及びアルミニウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:4.89重量%、アルミニウム含有量:0.25重量%、アルミニウム/セシウム=0.25(モル比)〕を得た。
上記で得られた触媒0.50g(体積1.2ml)を用いたことと触媒層温度635℃で反応を開始したこと以外は、実施例1<触媒充填>及び<触媒の寿命評価試験>と同様の操作で触媒の充填及び寿命評価試験を行った。プロピンとプロパジエンとの合計選択率の平均値及びアセトン転化率が35%を保てなくなった時点の合計の反応時間を表1に示す。
<触媒の製造>
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−50〕に代えて、シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−30C〕を使用したことと硝酸セシウム0.3752g及び硝酸セリウム六水和物0.1018gを純水5.04gに溶解して調製した水溶液に代えて、硝酸セシウム0.5826gと、硝酸カリウム〔KNO3、和光純薬工業(株)製〕0.0752gと、53.85重量%硝酸セリウム水溶液〔第一稀元素化学工業(株)製〕0.4542gと、硝酸マグネシウム六水和物〔Mg(NO3)2・6H2O、和光純薬工業(株)製〕0.0953gと、硝酸アルミニウム九水和物〔Al(NO3)3・9H2O、和光純薬工業(株)製〕0.1392gとを純水5.00gに溶解して調製した水溶液を使用したこと以外は、実施例1<触媒の製造>と同様の操作を行い、セシウム、カリウム、セリウム、マグネシウム及びアルミニウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:7.16重量%、カリウム含有量:0.52重量%、セリウム含有量:1.89重量%、マグネシウム含有量:0.16重量%、アルミニウム含有量:0.18重量%、(セリウム+アルミニウム)/(セシウム+カリウム+マグネシウム)=0.27(モル比)〕を得た。
上記で得られた触媒0.50g(体積1.2ml)を用いたことと触媒層温度627℃で反応を開始したこと以外は、実施例1<触媒充填>及び<触媒の寿命評価試験>と同様の操作で触媒の充填及び寿命評価試験を行った。プロピンとプロパジエンとの合計選択率の平均値及びアセトン転化率が35%を保てなくなった時点の合計の反応時間を表1に示す。
<触媒の製造>
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−30C〕を破砕せずに担体に用いた。担体75.00gに、硝酸セシウム〔CsNO3、ロックウッドリチウムジャパン(株)製〕8.7718g及び56.47重量%硝酸セリウム水溶液〔第一稀元素化学工業(株)製〕6.8177gを純水55.92gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、湿度を20〜30%に制御した10〜30℃の空気流通雰囲気下で119時間風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から600℃まで1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成することにより硝酸塩を分解し、セシウム及びセリウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:7.24重量%、セリウム含有量:1.91重量%、セリウム/セシウム=0.25(モル比)〕を得た。
実施例1<触媒のXPSスペクトル測定>及び<表面セリウム濃度の算出>と同様に表面セリウム濃度を算出したところ、0.75原子%であった。
<触媒の製造>
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−30C〕を破砕せずに担体に用いた。担体10.06gに、硝酸セシウム〔CsNO3、ロックウッドリチウムジャパン(株)製〕1.1683g及び56.47重量%硝酸セリウム水溶液〔第一稀元素化学工業(株)製〕0.9313gを純水7.86gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、乾燥空気を200ml/分の速度で流通させた雰囲気下、70℃にて回転させながら0.8時間風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から600℃まで1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成することにより硝酸塩を分解し、セシウム及びセリウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:7.20重量%、セリウム含有量:1.95重量%、セリウム/セシウム=0.26(モル比)〕を得た。
実施例1<触媒のXPSスペクトル測定>及び<表面セリウム濃度の算出>と同様に表面セリウム濃度を算出したところ、0.71原子%であった。
<触媒の製造>
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学(株)製、Q−50〕を0.85〜1.4mmの顆粒状に破砕し、担体に用いた。担体32.49gに、50重量%水酸化セシウム水溶液〔Cs(OH)、和光純薬工業(株)製〕3.7836gと純水30.76gとの混合溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から200℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成することにより硝酸塩を分解し、セシウムがシリカに担持されてなる触媒〔セシウム含有量:4.92重量%〕を得た。
上記で得られた触媒0.50g(体積1.2ml)を用いたことと触媒層温度636℃で反応を開始したこと以外は、実施例1<触媒充填>及び<触媒の寿命評価試験>と同様の操作で触媒の充填及び寿命評価試験を行った。プロピンとプロパジエンとの合計選択率の平均値及びアセトン転化率が35%を保てなくなった時点の合計の反応時間を表1に示す。
Claims (6)
- 担体に、第1族元素及び第2族元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素(A)と、第3族元素、第4族元素及び第13族元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素(B)とが担持されてなる触媒であって、前記第1族元素がカリウム及びセシウムからなる群より選ばれる少なくとも一種であり、前記第2族元素がマグネシウムであり、前記第3族元素がセリウムであり、前記第4族元素がジルコニウムであり、前記第13族元素がアルミニウムである触媒の存在下に、下記式(I)
R1及びR2は一緒になって、R1が結合する炭素原子と、R2が結合する炭素原子と、それらの炭素原子が結合する炭素原子と共に炭素数5〜15の環を形成し、R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R1及びR3は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R2及びR4は一緒になって、R2及びR4が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成するか、あるいは
R1及びR3は一緒になって、R1及びR3が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R2及びR4は一緒になって、R2及びR4が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示される化合物及び下記式(II)
R5、R6及びR7は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成するか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R7は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は、それぞれ独立して、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表すか、あるいは
R5及びR6は一緒になって、R5及びR6が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成し、R7は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数4〜10のアルキルシクロアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキルアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はフェニル基を表し、R8及びR9は一緒になって、R8及びR9が結合する炭素原子と共に炭素数3〜13の環を形成する。)
で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を脱水反応させることを特徴とするアセチレン結合を有する化合物及び/又はジエンの製造方法。 - 前記担体が、シリカを含む担体である請求項1に記載の製造方法。
- 前記触媒において、元素(B)が、元素(A)1モルに対して0.01〜5モル担持されてなる請求項1〜2のいずれかに記載の製造方法。
- 式(I)で示される化合物がアセトンである請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法によりアセチレン結合を有する化合物又はアセチレン結合を有する化合物とジエンとを製造し、得られたアセチレン結合を有する化合物を、第10族金属化合物、プロトン酸及びホスフィン化合物を含む触媒の存在下、ヒドロキシル基を有する化合物及び一酸化炭素と反応させることを特徴とするカルボン酸エステルの製造方法。
- 請求項1〜3に記載の触媒において、担体がシリカ、元素(A)がセシウム、元素(B)がセリウムであって、XPSスペクトル測定による表面セリウム濃度が0.2原子%以上10.0原子%以下であることを特徴とする触媒。
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