JPH05238739A - Method for oxidizing reduced polyoxo anionic compound - Google Patents

Method for oxidizing reduced polyoxo anionic compound

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JPH05238739A
JPH05238739A JP6994892A JP6994892A JPH05238739A JP H05238739 A JPH05238739 A JP H05238739A JP 6994892 A JP6994892 A JP 6994892A JP 6994892 A JP6994892 A JP 6994892A JP H05238739 A JPH05238739 A JP H05238739A
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JP
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reduced
reaction
polyoxoanion
compound
gold
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JP6994892A
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Japanese (ja)
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Kenichi Haga
健一 羽賀
Hideyuki Niwa
英之 丹羽
Motohiro Oguri
元宏 小栗
Takanori Miyake
孝典 三宅
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Abstract

PURPOSE:To smooth the reaction at the time of oxidizing a reduced polyoxo anionic compd. with oxygen in a liq. phase by using a golden metal as the catalyst. CONSTITUTION:A polyoxo anionic compd. (contg. polyoxo anion and one or >=2 kinds of cations) is reduced by a reducing agent in a liq. phase or electrochemically reduced in a liq. phase. The reduction product is dissolved by 0.01-80wt.% in water, a liq. mixed with a polar solvent or a liq. mixed with a mineral acid, and a golden metal (metallic gold, a mixture of gold and 1 kind of other metals and/or alloy) is used as the catalyst by 0.0001-50 mols per mol of the compd. Oxygen is used as the oxidizing agent, and the oxygen in excess of >=2 mols is introduced. The reaction is carried out at 0-200 deg.C and at a pressure ranging from atmospheric pressure to high pressures. The partial pressure of oxygen is controlled between atmospheric pressure and 50kg/cm<2>, and the reaction time is determined in accordance with the conditions.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、還元されたポリオキソ
アニオン系化合物を触媒を用いて酸化する方法に関す
る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for oxidizing a reduced polyoxoanion compound with a catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリオキソアニオン系化合物は、化学工
業において工業用触媒として極めて重要な化合物であ
る。
2. Description of the Related Art Polyoxoanion compounds are extremely important compounds as industrial catalysts in the chemical industry.

【0003】一般に、ポリオキソアニオン系化合物は強
い酸化剤であり、それらの酸化還元反応の多くが可逆的
であることが知られている。例えば、G.A.Tsig
dinosら(Topp.Curr.Chem.,7
6,1(1978))は、リン、モリブデン等からなる
ヘテロポリオキソアニオンのサイクリックボルタンメト
リーの測定から、その酸化還元反応が可逆的であること
を報告している。また、この酸化還元反応において、還
元されたポリオキソアニオン系化合物は、その溶液中に
おいて酸化剤、特に、酸素により可逆的に酸化されるこ
とが知られている。
Generally, polyoxoanion compounds are strong oxidizing agents, and it is known that many of their redox reactions are reversible. For example, G.I. A. Tsig
dinos et al. (Topp. Curr. Chem., 7
6, 1 (1978)) reported that the redox reaction was reversible from cyclic voltammetry measurement of a heteropolyoxoanion composed of phosphorus, molybdenum and the like. Further, in this redox reaction, it is known that the reduced polyoxoanion compound is reversibly oxidized by an oxidant, particularly oxygen, in the solution.

【0004】例えば、K.I.Matveevら(Ki
net.Katal.,18,862(1977))、
や、P.Argitisら(Inorg.Chem.,
25,4386,(1986))は、リン、モリブデン
及びバナジウムからなる還元されたヘテロポリオキソア
ニオンが酸素によって可逆的に酸化されることを報告し
ている。また、E.Papaconstantinou
(J.Chem.Soc.Chem.Commun.,
12(1982))は、リン、モリブデンからなる還元
されたヘテロポリオキソアニオンが酸素によって可逆的
に酸化されることを報告している。
For example, K. I. Matveev et al. (Ki
net. Katal. , 18,862 (1977)),
, P. Argitis et al. (Inorg. Chem.,
25, 4386, (1986)) report that a reduced heteropolyoxoanion consisting of phosphorus, molybdenum and vanadium is reversibly oxidized by oxygen. In addition, E. Papaconstantinou
(J. Chem. Soc. Chem. Commun.,
12 (1982)) report that a reduced heteropolyoxoanion consisting of phosphorus and molybdenum is reversibly oxidized by oxygen.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記引
用文献(Inorg.Chem.,25,4386,
(1986)の4388ページ左欄第49〜51行、
J.Chem.Soc.Chem.Commun.,1
2(1982)の13ページ右欄第19〜30行)、お
よび、C.L.Hillらの文献(J.Am.Che
m.Soc.,107,5148(1985)の515
2ページ左欄第14〜22行)等に記載されているよう
に、還元されたポリオキソアニオン系化合物の酸化反応
は、反応速度が遅く、円滑に進行しないという問題点が
ある。それ故、例えばポリオキソアニオン系化合物を触
媒とするプロセス等において、還元されたポリオキソア
ニオン系化合物を液相で酸素により円滑に酸化する手法
の開発が望まれていた。
However, the above cited document (Inorg. Chem., 25, 4386,
(1986), page 4388, left column, lines 49 to 51,
J. Chem. Soc. Chem. Commun. , 1
2 (1982) page 13, right column, lines 19-30), and C.I. L. Hill et al. (J. Am. Che
m. Soc. , 107, 5148 (1985), 515.
As described on page 2, left column, lines 14 to 22) and the like, there is a problem that the oxidation reaction of the reduced polyoxoanion compound has a slow reaction rate and does not proceed smoothly. Therefore, for example, in a process using a polyoxoanion compound as a catalyst and the like, it has been desired to develop a method for smoothly oxidizing a reduced polyoxoanion compound with oxygen in a liquid phase.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような現状に鑑み、
本発明者らは還元されたポリオキソアニオン系化合物の
酸化反応に関して詳細に検討した。その結果、意外にも
触媒として金系金属を使用すると、還元されたポリオキ
ソアニオン系化合物の酸化反応がより円滑に進行すると
いう新規な事実を見いだし本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] In view of the current situation,
The present inventors have made detailed studies on the oxidation reaction of the reduced polyoxoanion compound. As a result, surprisingly, the inventors have found the novel fact that the oxidation reaction of the reduced polyoxoanion compound progresses more smoothly when a gold metal is used as a catalyst, and completed the present invention.

【0007】すなわち、本発明は還元されたポリオキソ
アニオン系化合物を、液相で酸素により酸化する方法に
おいて、触媒として金系金属を使用することを特徴とす
る還元ポリオキソアニオン系化合物の酸化方法に関す
る。
That is, the present invention is a method of oxidizing a reduced polyoxoanion compound with oxygen in a liquid phase, wherein a gold metal is used as a catalyst, and a method of oxidizing a reduced polyoxoanion compound is characterized. Regarding

【0008】以下に本発明をさらに詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.

【0009】本発明において、ポリオキソアニオン系化
合物とは、例えば、M.T.Pope著Heterop
oly and Isopoly Oxometala
tesに記載されているように、ポリオキソアニオンと
1種、または2種以上の陽イオン(カウンターカチオ
ン)を含んでいるものを言う。
In the present invention, the polyoxoanion compound is, for example, M. T. Heterop by Pope
ol y and Isopoly Oxometala
As described in tes, it refers to those containing a polyoxoanion and one kind or two or more kinds of cations (counter cations).

【0010】ポリオキソアニオン系化合物を構成するポ
リオキソアニオンは、次の一般式(1)(以下に式
(1)と略記する)によってあらわされる。 [X−m ・・・(1) ここで、XはP,B,Si,As,Ge,Se,Te,
I,Co,Mn,Cuから選ばれる元素を示し、L、M
及びNはMo,W,V,Nb,Ta,Reから独立的に
選ばれた元素を示し、またOは酸素元素を示す。一般
に、ポリオキソアニオンは式(1)において遷移金属
L、M、Nの酸素酸が縮合することによって生ずるイソ
ポリオキソアニオンと、遷移金属L、M、Nの酸素酸
が、ヘテロ原子Xを中心に取り込んで、縮合酸基が酸素
を共有して縮合することによって生ずるヘテロポリオキ
ソアニオンとの2種類が知られている。また、ポリオキ
ソアニオンには、L、M、Nの元素が全て同一である単
独金属成分型、L、M、Nの元素が異なった2種以上を
有する混合配位型が知られている。xはイソポリオキソ
アニオンでは0であり、また、ヘテロポリオキソアニオ
ンではxは自然数である。mはポリオキソアニオンの価
数を示す。a、b、c、z、及び、mは正の整数であ
り、a+b+cは2以上である。また、ヘテロ原子Xを
中心に持つヘテロポリオキソアニオンはその構造に特徴
があり、例えば、式(1)において、x=1、a+b+
c=12、z=40のものは、3個のMO八面体(M
=Mo,W,V等)が辺を共有してM13を形成
し、これら4個が1つのヘテロ原子X(X=P、Si
等)を取り囲んでいる、いわゆる”ケギン構造”をもつ
ものとして知られている。また、式(1)において、x
=2、a+b+c=18、z=62のものは、前記のM
13 6個が2つのヘテロ原子Xを取り囲んだいわ
ゆる”ドーソン構造”をもつものとして知られている。
The polyoxoanion constituting the polyoxoanion compound is represented by the following general formula (1) (hereinafter abbreviated as formula (1)). [X x L a M b N c O z] -m ··· (1) where, X is P, B, Si, As, Ge, Se, Te,
An element selected from I, Co, Mn and Cu, and L and M
And N represent an element independently selected from Mo, W, V, Nb, Ta and Re, and O represents an oxygen element. In general, the polyoxoanion is composed of an isopolyoxoanion produced by condensation of oxygen acids of the transition metals L, M, and N in formula (1) and an oxygen acid of the transition metals L, M, and N with the heteroatom X as the center. And a heteropolyoxoanion generated by condensation of oxygen by a condensed acid group sharing oxygen with each other. As the polyoxoanion, a single metal component type in which all L, M, and N elements are the same and a mixed coordination type in which two or more different L, M, and N elements are different are known. x is 0 in the isopolyoxoanion, and x is a natural number in the heteropolyoxoanion. m represents the valence of the polyoxoanion. a, b, c, z, and m are positive integers, and a + b + c is 2 or more. Further, the heteropolyoxoanion having the hetero atom X at the center is characterized by its structure. For example, in the formula (1), x = 1, a + b +
For c = 12 and z = 40, three MO 6 octahedra (M
= Mo, W, V, etc.) share an edge to form M 3 O 13 , and these four atoms form one hetero atom X (X = P, Si).
It is known to have a so-called "Keggin structure" that surrounds the same). Further, in the formula (1), x
= 2, a + b + c = 18, z = 62 is the above M
It is known that 3 O 13 6 has a so-called "Dawson structure" in which two heteroatoms X are surrounded.

【0011】ポリオキソアニオンのうち、式(1)にお
いて、x=0であるイソポリオキソアニオンとして、例
えば、 [Mo246−、[W10324− [Mo408−、[Mo195− [Mo266−、[Mo366− [WMo362−、[Mo36
4− などを挙げることができる。
Among the polyoxoanions, examples of the isopolyoxoanion in which x = 0 in the formula (1) include, for example, [Mo 7 O 24 ] 6− , [W 10 O 32 ] 4- [Mo 4 V 8 O 40] 8-, [Mo 3 V 3 O 19] 5- [Mo 6 V 2 O 26] 6-, [Mo 6 V 6 O 36] 6- [W 7 Mo 3 V 2 O 36] 2-, [Mo 8 V 4 O 36 ]
4- etc. can be mentioned.

【0012】また、ポリオキソアニオンのうち、式
(1)において、ヘテロポリオキソアニオンとして、x
=1のとき、例えば、[SiMo12404−
[SiMo404−、[SiW1240
4−、[PMo12403−、[PMo
403−、[PMo403−、[PMo
403−、[PMo409−、[P
Mo407−、[PMo
406−、[PMo10405−、[P
Mo11VO404−、[PW12403−
[PW11VO404−、[PW1040
5−、[GeMo12404−、[GeMo
404−、等x=2のとき、例えば、[PMo
18626−、[P18626−、[P
Mo15VO627−、[PMo12VO
627−、[As18626−、などを挙げ
ることができる。
Among the polyoxoanions, in the formula (1), x is represented as a heteropolyoxoanion.
= 1, for example, [SiMo 12 O 40 ] 4− ,
[SiMo 8 W 4 O 40 ] 4- , [SiW 12 O 40 ]
4- , [PMo 12 O 40 ] 3- , [PMo 4 W 8 O
40 ] 3− , [PMo 6 W 6 O 40 ] 3− , [PMo 8
W 4 O 40 ] 3− , [PMo 6 V 6 O 40 ] 9− , [P
Mo 8 V 4 O 40] 7- , [PMo 9 V
3 O 40 ] 6− , [PMo 10 V 2 O 40 ] 5− , [P
Mo 11 VO 40 ] 4- , [PW 12 O 40 ] 3- ,
[PW 11 VO 40 ] 4- , [PW 10 V 2 O 40 ]
5- , [GeMo 12 O 40 ] 4- , [GeMo 8 W 4
O 40 ] 4− , etc. When x = 2, for example, [P 2 Mo
18 O 62 ] 6− , [P 2 W 18 O 62 ] 6− , [P 2
Mo 2 W 15 VO 62 ] 7− , [P 2 Mo 5 W 12 VO
62 ] 7− , [As 2 W 18 O 62 ] 6− , and the like.

【0013】本発明においては、ポリオキソアニオン
は、イソポリオキソアニオンでもヘテロポリオキソアニ
オンでもよいが、可逆的な酸化還元反応において安定な
ヘテロポリオキソアニオンがより好ましい。式(1)に
おいて、XおよびL、M、Nは、前述の元素からお互い
に独立的に選ばれる元素であってよく、また、L、M、
Nの元素がすべて同一であっても、また異なった2種以
上であってもよいが、XとしてはPまたはSiが、L、
M、NとしてはMo,W,Vから選ばれた元素が好まし
い。
In the present invention, the polyoxoanion may be either an isopolyoxoanion or a heteropolyoxoanion, but a heteropolyoxoanion stable in a reversible redox reaction is more preferable. In formula (1), X and L, M, and N may be elements independently selected from the above-mentioned elements, and L, M, and
The elements of N may all be the same or may be two or more different elements, but X or P or Si may be L,
As M and N, an element selected from Mo, W and V is preferable.

【0014】また、本発明において、ポリオキソアニオ
ンは前記単独金属成分型、または混合配位型のいずれで
あってもよい。さらに、ポリオキソアニオンは、例えば
ヘテロポリオキソアニオンがケギン構造、ドーソン構造
などの種々の構造を有することが知られているように種
々の構造を有するが、本発明においては、ポリオキソア
ニオンはどのような構造を有していても特に差し支えな
い。また、一般に、ポリオキソアニオンは、しばしば溶
液中において複数の異なった組成、および構造のポリオ
キソアニオンの解離平衡状態にあることが知られている
が、本発明において、ポリオキソアニオンは溶液中で複
数の異なった組成、および構造のポリオキソアニオンの
解離平衡状態にあっても差し支えない。
In the present invention, the polyoxoanion may be of the above-mentioned single metal component type or mixed coordination type. Further, the polyoxoanion has various structures such as the heteropolyoxoanion is known to have various structures such as Keggin structure and Dawson structure. It does not matter even if it has a different structure. In general, polyoxoanions are often known to be in dissociation equilibrium with polyoxoanions having a plurality of different compositions and structures in a solution. It may be in a dissociation equilibrium state of polyoxoanions having a plurality of different compositions and structures.

【0015】一方、ポリオキソアニオン系化合物のカウ
ンターカチオンとしては、多くのカチオン種が知られて
いる。例えば、H、各種金属イオン、例えば、L
、Na,K、などのアルカリ金属イオン、Ca
2+、Mg2+、などのアルカリ土類金属イオン、及
び、アンモニウムイオン、アルキルアンモニウムイオン
(2〜4級のアンモニウムイオン)等のオニウムなどの
非金属系陽イオン等が知られている。本発明において、
これらカウンターカチオンは、これらのカウンターカチ
オンより選ばれた1種、または、2種以上であってよ
い。
On the other hand, many cation species are known as counter cations for polyoxoanion compounds. For example, H + , various metal ions, for example, L
Alkali metal ions such as i + , Na + and K + , Ca
Alkaline earth metal ions such as 2+ and Mg 2+ , and nonmetallic cations such as onium such as ammonium ion and alkylammonium ion (secondary to quaternary ammonium ion) are known. In the present invention,
These counter cations may be one kind selected from these counter cations, or two or more kinds.

【0016】また、一般にポリオキソアニオン系化合物
は、しばしば結晶水を有しているが、本発明において、
ポリオキソアニオン系化合物は結晶水を含んでいてもよ
い。
In general, polyoxoanion compounds often have water of crystallization.
The polyoxoanion compound may contain water of crystallization.

【0017】本発明において、還元されたポリオキソア
ニオン系化合物とは、前記ポリオキソアニオン系化合物
を還元することによって得られる還元されたポリオキソ
アニオン系化合物である。ポリオキソアニオン系化合物
が還元される反応は、一般にポリオキソアニオンが還元
され、還元されたポリオキソアニオンを生成する反応で
あることが知られている。従って、還元されたポリオキ
ソアニオン系化合物は、還元されたポリオキソアニオン
とカウンターカチオンを含んでいる。還元されたポリオ
キソアニオンは、次の一般式(2)(以下に式(2)と
略記する)によってあらわされる。 [X−m−n ・・・(2) ここで、X、L、M、N、Oおよび、x、a、b、c、
z、mは、式(1)と同一の元素、または、数字を示
す。また、nは還元されたポリオキソアニオンの還元電
子数を示し、通常、nは0<n≦6である。
In the present invention, the reduced polyoxoanion compound is a reduced polyoxoanion compound obtained by reducing the polyoxoanion compound. It is known that the reaction of reducing a polyoxoanion compound is generally a reaction of reducing a polyoxoanion to generate a reduced polyoxoanion. Therefore, the reduced polyoxoanion compound includes the reduced polyoxoanion and the counter cation. The reduced polyoxoanion is represented by the following general formula (2) (hereinafter abbreviated as formula (2)). [X x L a M b N c O z] -m-n ··· (2) wherein, X, L, M, N , O , and, x, a, b, c ,
z and m represent the same element or number as in formula (1). Further, n represents the number of reducing electrons of the reduced polyoxoanion, and usually n is 0 <n ≦ 6.

【0018】還元されたポリオキソアニオンは、式
(2)において、n=1、2、3、4、5、6の値に対
応して、それぞれ1、2、3、4、5、6電子還元され
たポリオキソアニオンをあらわす。これらの還元された
ポリオキソアニオンとしては、例えば、前記のイソポリ
オキソアニオンが還元されたもの、およびヘテロポリオ
キソアニオンが還元されたものを挙げることができる。
The reduced polyoxoanion has 1, 2, 3, 4, 5, 6 electrons corresponding to the values of n = 1, 2, 3, 4, 5, 6 in the formula (2), respectively. Represents a reduced polyoxoanion. Examples of these reduced polyoxoanions include those obtained by reducing the aforementioned isopolyoxoanion and those obtained by reducing the heteropolyoxoanion.

【0019】本発明において、還元されたポリオキソア
ニオンの還元電子数nは、必ずしも正の整数でなくても
よい。なぜなら、n=1〜6の還元電子数の異なる還元
されたポリオキソアニオンの混合物は、nが見かけ上整
数でなくなることがあるからである。また、還元された
ポリオキソアニオンと還元されていないポリオキソアニ
オンとが共存していてもよい。また、還元を受けたこと
によって生成し、還元されたポリオキソアニオン中に存
在している電子は、ポリオキソアニオンを構成している
特定の金属に局在化していても、ポリオキソアニオン全
体に非局在化していてもどちらでも差し支えない。さら
に、還元されたポリオキソアニオンが複数の異なった組
成、または構造の還元されたポリオキソアニオンの解離
平衡状態にあってもよく、このとき、還元されたポリオ
キソアニオンが還元電子数の異なった還元されたポリオ
キソアニオンや還元されていないポリオキソアニオンに
解離していても差し支えない。
In the present invention, the reduced electron number n of the reduced polyoxoanion is not necessarily a positive integer. This is because, in a mixture of reduced polyoxoanions having different reduction electron numbers of n = 1 to 6, n may not be an apparent integer. Further, the reduced polyoxoanion and the non-reduced polyoxoanion may coexist. Moreover, even if the electrons generated in the reduced polyoxoanion and present in the reduced polyoxoanion are localized in the specific metal constituting the polyoxoanion, the electrons are distributed in the entire polyoxoanion. It does not matter which is delocalized. Further, the reduced polyoxoanion may be in a dissociation equilibrium state of the reduced polyoxoanion having a plurality of different compositions or structures, where the reduced polyoxoanion has a different number of reducing electrons. It may be dissociated into a reduced polyoxoanion or a non-reduced polyoxoanion.

【0020】一方、ポリオキソアニオン系化合物が還元
され、還元されたポリオキソアニオン系化合物を調製す
る場合に、後述の還元剤の一部が還元されたポリオキソ
アニオン系化合物のカウンターカチオンとなるが、本発
明においては、還元剤の一部がカウンターカチオンにな
ったり、還元を受ける前のポリオキソアニオン系化合物
のカウンターカチオンと交換したりしても特に差し支え
ない。
On the other hand, in the case of preparing a reduced polyoxoanion compound by reducing the polyoxoanion compound, a part of the reducing agent described later becomes a counter cation of the reduced polyoxoanion compound. In the present invention, a part of the reducing agent may be a counter cation or may be replaced with a counter cation of the polyoxoanion compound before undergoing reduction.

【0021】本発明において、還元されたポリオキソア
ニオン系化合物は、ポリオキソアニオン系化合物から公
知の方法で還元することにより調製できる。例えば、水
素、または、ヒドラジン、しゅう酸、クエン酸、アスコ
ルビン酸、アルデヒド、アルコール、ケトン等のような
有機化合物、水素化ホウ素ナトリウム、硫酸第一鉄、塩
化第一銅、塩化第一錫等の金属塩、銅、鉄等の金属等の
ような還元剤により液相で還元する方法や、電気化学的
方法によって電子を与えることなどにより液相で還元す
る方法によって還元されたポリオキソアニオン系化合物
を得ることができる。本発明において、還元されたポリ
オキソアニオン系化合物は、それらいずれの方法によっ
て還元されたものであっても特に差し支えない。これら
の方法において、還元条件、還元剤の量等を変えること
によって、所望の還元電子数を有する還元されたポリオ
キソアニオン系化合物を得ることができる。
In the present invention, the reduced polyoxoanion compound can be prepared by reducing the polyoxoanion compound by a known method. For example, hydrogen or organic compounds such as hydrazine, oxalic acid, citric acid, ascorbic acid, aldehydes, alcohols, ketones, sodium borohydride, ferrous sulfate, cuprous chloride, stannous chloride, etc. A polyoxoanion compound reduced by a method of reducing in a liquid phase with a reducing agent such as a metal salt, a metal such as copper or iron, or a method of reducing in a liquid phase by giving an electron by an electrochemical method Can be obtained. In the present invention, the reduced polyoxoanion compound may be reduced by any of these methods. In these methods, a reducing polyoxoanion compound having a desired number of reducing electrons can be obtained by changing the reducing conditions, the amount of the reducing agent and the like.

【0022】また、前記各種の還元されたポリオキソア
ニオン系化合物は、結晶水を有するものも含まれる。
In addition, the various reduced polyoxoanion compounds include those having water of crystallization.

【0023】本発明において、このように調製された還
元されたポリオキソアニオン系化合物は、本発明の触媒
の存在下酸化できる。本発明において、前述の還元され
たポリオキソアニオン系化合物の酸化とは、還元された
ポリオキソアニオン系化合物の還元電子数が減少するこ
とを意味する。従って、還元されたポリオキソアニオン
系化合物が酸化され、より酸化された状態の還元された
ポリオキソアニオン系化合物、または元のポリオキソア
ニオン系化合物、および、それらの混合平衡状態であっ
てもよい。
In the present invention, the reduced polyoxoanionic compound thus prepared can be oxidized in the presence of the catalyst of the present invention. In the present invention, the above-mentioned oxidation of the reduced polyoxoanion compound means that the reduced electron number of the reduced polyoxoanion compound decreases. Therefore, the reduced polyoxoanion compound is oxidized, and the reduced polyoxoanion compound in a more oxidized state, or the original polyoxoanion compound, and a mixed equilibrium state thereof may be used. ..

【0024】本発明において、還元されたポリオキソア
ニオン系化合物を酸化する反応に、触媒として金系金属
を使用する。金系金属は、金金属あるいは金金属と1種
以上の他の金属との混合物および/または合金である。
金系金属が、金金属と一種以上の他の金属との混合物お
よび/または合金である場合、他の金属としては、例え
ば白金、銀、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリ
ジウム、銅等の貴金属や、鉛、ビスマス、インジウム等
の卑金属等を挙げることができる。金系金属が金金属と
一種以上の他の金属との混合物および/または合金であ
る場合、他の金属が貴金属の場合、金金属の含有量は2
重量%以上、好ましくは10重量%以上であり、また、
他の金属が卑金属の場合は、金金属の含有量は0.5重
量%以上、好ましくは5重量%以上である。
In the present invention, a gold metal is used as a catalyst for the reaction of oxidizing the reduced polyoxoanion compound. Gold-based metals are gold metals or mixtures and / or alloys of gold metals with one or more other metals.
When the gold-based metal is a mixture and / or alloy of gold metal and one or more other metals, examples of the other metal include noble metals such as platinum, silver, palladium, rhodium, ruthenium, iridium, and copper, Examples include base metals such as lead, bismuth, and indium. When the gold-based metal is a mixture and / or alloy of gold metal and one or more other metals, when the other metal is a noble metal, the content of the gold metal is 2
% By weight or more, preferably 10% by weight or more, and
When the other metal is a base metal, the content of the gold metal is 0.5% by weight or more, preferably 5% by weight or more.

【0025】金金属は、金化合物、例えば塩化金、ヨウ
化金、臭化金、硫化金、シアン化金、水酸化金等の無機
塩、テトラクロロ金酸、テトラクロロ金酸カリウム、テ
トラクロロ金酸ナトリウム、テトラクロロ金酸アンモニ
ウム、ジシアノ金酸カリウム等の錯塩等を、水素、また
は、ヒドラジン、クエン酸ナトリウム、アルコール等の
有機物等、リチウムアルミニウムハイドライド、水素化
ホウ素ナトリウム等の無機塩等の還元剤によって還元し
て得ることができる。前記金化合物の還元は、金化合物
を水、アルコール等の溶媒に溶解させて溶液中で行って
もよい。
The gold metal is a gold compound, for example, an inorganic salt such as gold chloride, gold iodide, gold bromide, gold sulfide, gold cyanide or gold hydroxide, tetrachloroauric acid, potassium tetrachloroaurate, or tetrachloro. Complex salts such as sodium aurate, ammonium tetrachloroaurate, potassium dicyanoaurate, etc., such as hydrogen, organic compounds such as hydrazine, sodium citrate, alcohol, etc., inorganic salts such as lithium aluminum hydride, sodium borohydride etc. It can be obtained by reducing with a reducing agent. The reduction of the gold compound may be carried out in a solution by dissolving the gold compound in a solvent such as water or alcohol.

【0026】また、金系金属が、金金属と一種以上の他
の金属の混合物および/または合金である場合、金系金
属は、金金属と他の金属、すなわち前記の貴金属または
卑金属の無機塩、有機塩または錯塩を前記還元剤を用い
て還元して得られたものとの物理的混合物であるか、前
記金化合物と一種以上の他の金属、他の金属の塩および
/または錯塩とを前記溶媒に同時に、または別々に溶解
混合し、前記還元剤で還元し得られる混合物あるいは、
これら混合物を公知の合金化処理を行い得られた合金で
ある。
When the gold-based metal is a mixture and / or alloy of gold metal and one or more other metals, the gold-based metal is an inorganic salt of gold metal and another metal, that is, the above-mentioned noble metal or base metal. A physical mixture of an organic salt or a complex salt obtained by reducing the salt with the reducing agent, or the gold compound and one or more other metals, salts of other metals and / or complex salts. A mixture obtained by dissolving or mixing in the solvent at the same time or separately, and reducing with the reducing agent, or
It is an alloy obtained by subjecting these mixtures to a known alloying treatment.

【0027】本発明において、金系金属は担体に担持し
てあってもよい。金系金属が担持される担体としては、
特に制限はなく、中性の担体、酸性の担体、塩基性の担
体のいずれも用いることができる。例えば、中性の担体
としては、シリカ、活性炭等、酸性の担体としては、ア
ルミナ、ゼオライト等、塩基性の担体としては、ジルコ
ニア、マグネシア、チタニア等を例として挙げることが
できる。これらの中でも特にシリカ、活性炭などが好ま
しい。
In the present invention, the gold-based metal may be supported on a carrier. As the carrier on which the gold-based metal is supported,
There is no particular limitation, and any of a neutral carrier, an acidic carrier, and a basic carrier can be used. For example, examples of the neutral carrier include silica and activated carbon, examples of the acidic carrier include alumina and zeolite, and examples of the basic carrier include zirconia, magnesia, and titania. Among these, silica and activated carbon are particularly preferable.

【0028】本発明において、金系金属を担体に担持す
る方法としては、例えば含浸法、共沈法、物理的混合、
金属微粒子の吸着等、公知の金属担持触媒を調製する方
法であれば特に制限はないが、含浸法が簡便で好まし
い。含浸法により金金属担持触媒を調製する方法として
は、例えば、前記金化合物より金金属を得る方法を適用
することができる。例えば、所望量の前記金化合物を、
水、アルコール等の溶媒に溶解させ、得られた金化合物
溶液に担体を加え、その後、溶媒を留去する。溶媒の留
去は温度を高めても、あるいは、減圧下に行なっても差
し支えない。溶媒を留去したのち乾燥し、前記還元剤を
用いて金化合物を還元して金金属担持触媒を得ることが
できる。また、金金属と一種以上の他の金属との混合物
および/または合金である場合は、前記金金属担持触媒
の調製方法において、一種以上の他の金属、他の金属の
塩または錯塩等を、各々別々にまたは同時に、添加し、
還元したり、公知の合金化処理を行うことにより調製す
ることができる。
In the present invention, the method of supporting the gold-based metal on the carrier includes, for example, an impregnation method, a coprecipitation method, physical mixing,
The method is not particularly limited as long as it is a known method for preparing a metal-supported catalyst such as adsorption of metal fine particles, but an impregnation method is simple and preferable. As a method of preparing the gold metal-supported catalyst by the impregnation method, for example, a method of obtaining gold metal from the gold compound can be applied. For example, a desired amount of the gold compound is
It is dissolved in a solvent such as water or alcohol, a carrier is added to the obtained gold compound solution, and then the solvent is distilled off. The solvent may be distilled off by raising the temperature or under reduced pressure. The solvent can be distilled off and then dried, and the gold compound can be reduced by using the reducing agent to obtain a gold metal-supported catalyst. Further, in the case of a mixture and / or alloy of gold metal and one or more other metals, in the method for preparing a gold metal-supported catalyst, one or more other metals, salts or complex salts of other metals, Add each separately or at the same time,
It can be prepared by reduction or by a known alloying treatment.

【0029】これら金系金属担持触媒において、金金属
成分の担持率は特に制限はないが、通常、担体に対し
て、金金属として0.1〜10重量%、また、金金属と
一種以上の他の金属との混合物および/または合金とし
て0.1〜20重量%が好ましい。
In these gold-based metal-supported catalysts, the supporting ratio of the gold metal component is not particularly limited, but usually 0.1 to 10% by weight as the gold metal, or one or more of the gold metal and the carrier. 0.1 to 20% by weight as a mixture and / or alloy with other metals is preferred.

【0030】本発明の方法において、反応は回分方式、
半回分方式、連続方式など、いずれの方法でもよく、通
常は、常圧、または、加圧回分方式、常圧、または、加
圧半回分方式、あるいは、常圧、または、加圧での連続
方式などを採用することができる。
In the method of the present invention, the reaction is performed in a batch system,
Any method such as a semi-batch method or a continuous method may be used. Usually, normal pressure or pressure batch method, normal pressure or pressure semi-batch method, or normal pressure or continuous pressure A method etc. can be adopted.

【0031】本発明において、触媒として用いる金系金
属と、還元されたポリオキソアニオン系化合物との存在
比は特に限定されるものではないが、例えば、回分方式
や半回分方式の反応の場合、還元されたポリオキソアニ
オン系化合物1モル当たり、金系金属0.0001〜5
0モルであり、好ましくは0.0002〜20モル、さ
らに好ましくは0.0005〜5モルである。
In the present invention, the abundance ratio of the gold-based metal used as the catalyst and the reduced polyoxoanion-based compound is not particularly limited. For example, in the case of a batch reaction or a semi-batch reaction, Gold-based metal 0.0001-5 per mol of reduced polyoxoanion compound
The amount is 0 mol, preferably 0.0002 to 20 mol, and more preferably 0.0005 to 5 mol.

【0032】本発明において、還元されたポリオキソア
ニオン系化合物の酸化反応はそれらが溶解している溶液
中で行なうことができる。この溶媒としては還元された
ポリオキソアニオン系化合物が溶解するものであればよ
く、通常、水を用いることができ、水溶液中において行
うことができる。本発明においては水溶媒を単独で用い
てもよいし、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、ジ
メチルホルムアミド、メチルエチルケトン、スルホラ
ン、エタノール、第3ブチルアルコール、ジオキサン、
酢酸等の極性溶媒を混合させてもよい。また、必要なら
ば、硫酸、硝酸、燐酸、塩酸等の鉱酸を適宜添加しても
差し支えない。
In the present invention, the oxidation reaction of the reduced polyoxoanionic compound can be carried out in a solution in which they are dissolved. Any solvent can be used as this solvent as long as it can dissolve the reduced polyoxoanion compound. Usually, water can be used, and the solvent can be used in an aqueous solution. In the present invention, the water solvent may be used alone, or acetonitrile, γ-butyrolactone, dimethylformamide, methyl ethyl ketone, sulfolane, ethanol, tert-butyl alcohol, dioxane,
A polar solvent such as acetic acid may be mixed. Further, if necessary, a mineral acid such as sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid or hydrochloric acid may be appropriately added.

【0033】還元されたポリオキソアニオン系化合物の
濃度は、酸化反応条件において溶液となるような濃度で
あれば特に制限はないが、通常、0.01〜80重量%
程度(飽和溶液)の濃度で酸化反応を行うことができ
る。
The concentration of the reduced polyoxoanion compound is not particularly limited as long as it becomes a solution under the oxidation reaction conditions, but is usually 0.01 to 80% by weight.
The oxidation reaction can be performed at a concentration of about (saturated solution).

【0034】本発明において、還元されたポリオキソア
ニオン系化合物の酸化反応は酸化剤として酸素を共存さ
せることによって行なう。使用することのできる酸素
に、特に制限はないが、通常、純酸素、または空気等の
窒素、アルゴン等の不活性ガスで希釈された酸素等を用
いることができる。また、有機過酸、過酸化水素等のす
でに酸素が活性化された酸化剤等を共存させて使用する
ことも可能である。酸素と還元されたポリオキソアニオ
ン系化合物との存在比は特に限定されるものではない
が、通常、本酸化反応において、還元されたポリオキソ
アニオン系化合物に対してモル比で2モル以上の過剰量
の酸素を存在させることができる。酸素は、酸化反応に
おいて消費されるので、適宜、酸素を補って反応を行う
こともできる。酸素を補う方法においては前記の存在比
は特に過剰量でなくても差し支えない。
In the present invention, the oxidation reaction of the reduced polyoxoanion compound is carried out by allowing oxygen to coexist as an oxidizing agent. There are no particular restrictions on the oxygen that can be used, but normally, pure oxygen, oxygen such as air, or oxygen diluted with an inert gas such as argon can be used. It is also possible to coexist with an oxidizing agent or the like in which oxygen has already been activated such as organic peracid and hydrogen peroxide. The abundance ratio of oxygen and the reduced polyoxoanion compound is not particularly limited, but is usually an excess of 2 mol or more in molar ratio with respect to the reduced polyoxoanion compound in the present oxidation reaction. A quantity of oxygen can be present. Since oxygen is consumed in the oxidation reaction, it is possible to appropriately supplement oxygen to carry out the reaction. In the method of supplementing oxygen, the abundance ratio does not have to be an excessive amount.

【0035】本発明における反応温度は、特に制限はな
いが、通常、0〜200℃であり、好ましくは、30〜
150℃である。また、反応圧力は、常圧〜高圧の広い
範囲の中で適宜選定することができ、通常、常圧〜10
0kg/cm程度の範囲である。このとき、酸素の分
圧は、常圧〜50kg/cm程度の範囲で適宜選定す
ることができる。
The reaction temperature in the present invention is not particularly limited, but is usually 0 to 200 ° C., preferably 30 to
It is 150 ° C. The reaction pressure can be appropriately selected within a wide range from normal pressure to high pressure, and is usually from normal pressure to 10
The range is about 0 kg / cm 2 . At this time, the partial pressure of oxygen can be appropriately selected within the range of atmospheric pressure to about 50 kg / cm 2 .

【0036】本発明における反応時間は、還元されたポ
リオキソアニオン系化合物の種類、触媒量、反応圧力、
反応温度等の反応条件、反応方法等によって異なるた
め、一義的に規定することはできないが、工業的に実施
可能な反応時間を選ぶことができる。例えば、回分方式
の反応であれば数分から数時間の間で反応を行うことが
できる。
The reaction time in the present invention depends on the kind of reduced polyoxoanion compound, the amount of catalyst, the reaction pressure,
Since it depends on the reaction conditions such as the reaction temperature, the reaction method and the like, it cannot be defined unconditionally, but an industrially practicable reaction time can be selected. For example, in the case of a batch reaction, the reaction can be carried out within a few minutes to a few hours.

【0037】また、触媒は反応後回収して、酸化反応に
再び使用することができる。この場合、触媒が部分的に
失活していれば、必要に応じて焼成、還元を行って賦活
した後、酸化反応に再び使用してもよい。
Further, the catalyst can be recovered after the reaction and used again in the oxidation reaction. In this case, if the catalyst is partially deactivated, it may be reused in the oxidation reaction after being activated by calcination and reduction if necessary.

【0038】[0038]

【実施例】以下に実施例を用いて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されない。
The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0039】以下、実施例、及び、比較例において、酸
化反応の進行の程度は、以下に示す還元されたポリオキ
ソアニオン系化合物の酸化率であらわす。還元されたポ
リオキソアニオン系化合物の酸化率は次の式(3)によ
って算出される。 還元されたポリオキソアニオン系化合物の酸化率(%) =(A−B)×100/A ・・・(3) ここで、A、Bは A=酸化反応前の還元されたポリオキソアニオン系化合
物の還元電子数 B=酸化反応後の還元されたポリオキソアニオン系化合
物の還元電子数 である。ただし、還元されたポリオキソアニオン系化合
物が酸化反応によって完全に酸化され、還元を受けてい
ないポリオキソアニオン系化合物となった場合には、B
=0となる。
In the following Examples and Comparative Examples, the degree of progress of the oxidation reaction is represented by the oxidation rate of the reduced polyoxoanion compound shown below. The oxidation rate of the reduced polyoxoanion compound is calculated by the following formula (3). Oxidation rate of reduced polyoxoanion compound (%) = (A−B) × 100 / A (3) where A and B are A = reduced polyoxoanion compound before oxidation reaction Number of reducing electrons of compound B = number of reducing electrons of reduced polyoxoanion compound after oxidation reaction. However, when the reduced polyoxoanion compound is completely oxidized by the oxidation reaction to become a non-reduced polyoxoanion compound, B
= 0.

【0040】前記式(3)において、還元されたポリオ
キソアニオン系化合物の酸化率(%)は、還元されたポ
リオキソアニオン系化合物の還元電子数が酸化を受ける
ことによってどのくらいの割合で減少したかを示すもの
であり、この数値が100%に近いほど酸化反応は進行
したことを示す。
In the above formula (3), the oxidation rate (%) of the reduced polyoxoanion compound is decreased by the ratio of the number of reduced electrons of the reduced polyoxoanion compound being oxidized. The closer the value is to 100%, the more the oxidation reaction proceeds.

【0041】また、前記還元電子数の決定は、反応前後
における還元されたポリオキソアニオン系化合物のKM
nO溶液による滴定、または、紫外−可視−近赤外吸
収スペクトル測定によって行った。
The number of reducing electrons is determined by KM of the reduced polyoxoanion compound before and after the reaction.
It was performed by titration with an nO 4 solution or measurement of ultraviolet-visible-near infrared absorption spectrum.

【0042】実施例1 四塩化金酸・4水和物(HAuCl・4HO)を水
40mlに溶解し、ここに200メッシュ以下に粉砕し
た活性炭を3g加えた。水分をロータリーエバポレータ
ーを用いて減圧下で除去し、得られたペーストを減圧下
において80℃で2時間、さらに110℃で2時間乾燥
し触媒粉体を得た。これを10%水素(残り窒素)の気
流下で還元し金−活性炭素(Au/C、金金属2.5重
量%担持)を調製した。
Example 1 Tetrachloroauric acid tetrahydrate (HAuCl 4 .4H 2 O) was dissolved in 40 ml of water, and 3 g of activated carbon pulverized to 200 mesh or less was added thereto. Water was removed under reduced pressure using a rotary evaporator, and the obtained paste was dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours and further at 110 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst powder. This was reduced under a stream of 10% hydrogen (remaining nitrogen) to prepare gold-activated carbon (Au / C, carrying 2.5% by weight of gold metal).

【0043】滴下ロート、還流冷却管、100℃温度
計、および、磁気撹拌子を備えた500ml四ツ口フラ
スコ中に、ポリオキソアニオン系化合物としてHPM
40・30HO(日本無機化学社製)14
4.66g(50mmol)と水100mlを加え、ポ
リオキソアニオン系化合物を溶解させた。水50ml
に、HNNH・HO 1.25g(25mmo
l)を溶解し滴下ロートにいれた。これを、N雰囲気
下、先のポリオキソアニオン系化合物水溶液に撹拌しな
がら30分かけて滴下した。さらに40℃で3時間、6
0℃で1時間加熱撹拌することによりポリオキソアニオ
ン系化合物を還元した。反応後の溶液は濃紺色であっ
た。この反応溶液を室温まで冷却した後、水で希釈して
還元されたポリオキソアニオン系化合物が0.2mol
/l水溶液となるように調製した。KMnO溶液によ
る滴定から、得られた還元されたポリオキソアニオン系
化合物の還元電子数は2電子であった。このようにし
て、0.2mol/l 2電子還元されたポリオキソア
ニオン系化合物HPMo40水溶液を得た。
In a 500 ml four-necked flask equipped with a dropping funnel, a reflux condenser, a 100 ° C. thermometer, and a magnetic stirrer, H 3 PM was added as a polyoxoanion compound.
o 6 W 6 O 40 / 30H 2 O (manufactured by Japan Inorganic Chemical Company) 14
4.66 g (50 mmol) and 100 ml of water were added to dissolve the polyoxoanion compound. 50 ml of water
In addition, 1.25 g of H 2 NNH 2 · H 2 O (25 mmo
l) was dissolved and placed in a dropping funnel. This was added dropwise to the above polyoxoanion compound aqueous solution under N 2 atmosphere while stirring over 30 minutes. 6 hours at 40 ° C for 3 hours
The polyoxoanion compound was reduced by heating and stirring at 0 ° C. for 1 hour. The solution after the reaction was dark blue. After the reaction solution was cooled to room temperature, 0.2 mol of the reduced polyoxoanion compound was obtained by diluting with water.
/ L aqueous solution. From the titration with the KMnO 4 solution, the number of reducing electrons of the obtained reduced polyoxoanion compound was 2 electrons. In this manner, a 0.2 mol / l 2 electron-reduced polyoxoanion compound H 5 PMo 6 W 6 O 40 aqueous solution was obtained.

【0044】前記の0.2mol/l 2電子還元され
たポリオキソアニオン系化合物HPMo40
水溶液を30ml(2電子還元されたポリオキソアニオ
ン系化合物HPMo40 6.0mmol含
有)、および、触媒として前記調製した金−活性炭素
(Au/C、金金属2.5重量%担持)0.4727g
をテフロン製撹拌翼付き100mlオートクレーブに仕
込み、酸素4kg/cm(絶対圧)を圧入し、撹拌速
度800rpmで撹拌しながら60℃で30分反応し
た。この反応において、反応中の圧力が一定となるよう
に酸素を供給し補った。反応終了後、放冷したのち、反
応溶液をKMnO溶液で滴定したところ、この反応に
よる還元されたポリオキソアニオン系化合物の酸化率は
67.4%であった。
The above-mentioned 0.2 mol / l 2 electron-reduced polyoxoanion compound H 5 PMo 6 W 6 O 40
30 ml of an aqueous solution (containing a 2-electron-reduced polyoxoanion compound H 5 PMo 6 W 6 O 40 6.0 mmol) and the above-prepared gold-activated carbon (Au / C, gold metal 2.5 weight) as a catalyst % Carrying) 0.4727 g
Was charged in a 100 ml autoclave with a stirring blade made of Teflon, oxygen 4 kg / cm 2 (absolute pressure) was injected, and the reaction was carried out at 60 ° C. for 30 minutes while stirring at a stirring speed of 800 rpm. In this reaction, oxygen was supplied and supplemented so that the pressure during the reaction became constant. After completion of the reaction, the reaction solution was allowed to cool and then titrated with a KMnO 4 solution. As a result, the oxidation rate of the polyoxoanion compound reduced by this reaction was 67.4%.

【0045】すなわち、この反応により2電子還元され
たポリオキソアニオン系化合物HPMo40
の還元電子は67.4%なくなったことになる。
That is, the polyoxoanion compound H 5 PMo 6 W 6 O 40 which has been reduced by two electrons by this reaction
This means that the reduced electrons of are no longer 67.4%.

【0046】比較例1 実施例1において、還元されたポリオキソアニオン系化
合物の酸化において金−活性炭素を添加しなかったこと
以外は実施例1と全く同様の反応を行った。その結果、
還元されたポリオキソアニオン系化合物の酸化率は1.
8%であった。
Comparative Example 1 The same reaction as in Example 1 was carried out except that gold-activated carbon was not added in the oxidation of the reduced polyoxoanion compound. as a result,
The oxidation rate of the reduced polyoxoanion compound is 1.
It was 8%.

【0047】実施例2 実施例1において、反応温度を80℃としたこと以外は
実施例1と全く同様の反応を行った。その結果、還元さ
れたポリオキソアニオン系化合物の酸化率は77.2%
であった。
Example 2 The same reaction as in Example 1 was carried out except that the reaction temperature was 80 ° C. As a result, the oxidation rate of the reduced polyoxoanion compound was 77.2%.
Met.

【0048】実施例3 実施例1において、還元されたポリオキソアニオン系化
合物の酸化において金−活性炭素の量を0.0236g
とし、さらに反応温度を100℃としたこと以外は実施
例1と全く同様の反応を行った。その結果、還元された
ポリオキソアニオン系化合物の酸化率は46.1%であ
った。
Example 3 In Example 1, the amount of gold-activated carbon was 0.0236 g in the oxidation of the reduced polyoxoanion compound.
And the same reaction as in Example 1 except that the reaction temperature was 100 ° C. As a result, the oxidation rate of the reduced polyoxoanion compound was 46.1%.

【0049】実施例4 実施例3において、還元されたポリオキソアニオン系化
合物の酸化において反応温度を120℃としたこと以外
は実施例3と全く同様の反応を行った。その結果、還元
されたポリオキソアニオン系化合物の酸化率は54.6
%であった。
Example 4 The same reaction as in Example 3 was carried out except that the reaction temperature in the oxidation of the reduced polyoxoanion compound was 120 ° C. As a result, the oxidation rate of the reduced polyoxoanion compound was 54.6.
%Met.

【0050】実施例5 四塩化金酸・4水和物(HAuCl・4HO)を水
40mlに溶解し、ここにシリカゲル(富士デヴィソン
社製キャリアクト50)を100〜200メッシュに粉
砕したもの10gを加え、60℃の温浴を用いて乾燥し
た。これを10%水素(残り窒素)の気流下で還元して
金−シリカ(Au/SiO、金金属0.5重量%担
持)を調製した。
Example 5 Tetrachloroauric acid tetrahydrate (HAuCl 4 .4H 2 O) was dissolved in 40 ml of water, and silica gel (Carriert 50 manufactured by Fuji Devison Co., Ltd.) was pulverized to 100 to 200 mesh. 10 g of the product was added and dried using a 60 ° C warm bath. This was reduced under a stream of 10% hydrogen (remaining nitrogen) to prepare gold-silica (Au / SiO 2 , supporting 0.5% by weight of gold metal).

【0051】実施例1において、還元されたポリオキソ
アニオン系化合物の酸化において金−活性炭素の代わり
に前記調製した金−シリカ(Au/SiO、金金属
0.5重量%担持)0.2364gを用いたこと以外は
実施例1と全く同様の反応を行った。その結果、還元さ
れたポリオキソアニオン系化合物の酸化率は10.9%
であった。
In Example 1, 0.2364 g of the above-prepared gold-silica (Au / SiO 2 , supporting 0.5% by weight of gold metal) instead of gold-activated carbon in the oxidation of the reduced polyoxoanion compound. The same reaction as in Example 1 was carried out except that the above was used. As a result, the oxidation rate of the reduced polyoxoanion compound was 10.9%.
Met.

【0052】実施例6 滴下ロート、還流冷却管、100℃温度計、および、磁
気撹拌子を備えた500ml四ツ口フラスコ中に、ポリ
オキソアニオン系化合物としてHPMo1240
29HO(日本無機化学社製)11.74g(5mm
ol)と水100mlを加え、ポリオキソアニオン系化
合物を溶解させた。水50mlに、HNNH・H
O 0.250g(5mmol)を溶解し滴下ロートに
いれた。これを、N雰囲気下、先のポリオキソアニオ
ン系化合物水溶液に撹拌しながら30分かけて滴下し
た。さらに40℃で3時間、60℃で3時間加熱撹拌す
ることによりポリオキソアニオン系化合物を還元した。
反応後の溶液は濃紺色であった。この反応溶液を室温ま
で冷却した後、水、及びHPOを加え、還元された
ポリオキソアニオン系化合物が0.02mol/l水溶
液(1重量%HPO含有)となるように調製した。
KMnO溶液による滴定から、得られた還元されたポ
リオキソアニオン系化合物の還元電子数は4電子であっ
た。このようにして、0.02mol/l 4電子還元
されたポリオキソアニオン系化合物HPMo12
40水溶液(1重量%HPO含有)を得た。
Example 6 In a 500 ml four-necked flask equipped with a dropping funnel, a reflux condenser, a 100 ° C. thermometer, and a magnetic stirrer, H 3 PMo 12 O 40.
29H 2 O (Nippon Inorganic Chemicals Co., Ltd.) 11.74 g (5 mm
ol) and 100 ml of water were added to dissolve the polyoxoanion compound. H 2 NNH 2 · H 2 in 50 ml of water
0.250 g (5 mmol) of O was dissolved and placed in a dropping funnel. This was added dropwise to the above polyoxoanion compound aqueous solution under N 2 atmosphere while stirring over 30 minutes. Furthermore, the polyoxoanion compound was reduced by heating and stirring at 40 ° C. for 3 hours and at 60 ° C. for 3 hours.
The solution after the reaction was dark blue. After the reaction solution was cooled to room temperature, water and H 3 PO 4 were added to prepare a reduced polyoxoanion compound as a 0.02 mol / l aqueous solution (containing 1 wt% H 3 PO 4 ). did.
From the titration with the KMnO 4 solution, the number of reducing electrons of the obtained reduced polyoxoanion compound was 4 electrons. In this way, 0.02 mol / l 4 electron-reduced polyoxoanion compound H 7 PMo 12 O
40 aqueous solution (containing 1 wt% H 3 PO 4 ) was obtained.

【0053】前記の0.02mol/l 4電子還元さ
れたポリオキソアニオン系化合物HPMo1240
水溶液(1重量%HPO含有)を30ml(4電子
還元されたポリオキソアニオン系化合物HPMo12
40 0.60mmol含有)、および、触媒として
実施例1で調製した金−活性炭素(Au/C、金金属
2.5重量%担持)0.4727gを、テフロン製撹拌
翼付き100mlオートクレーブに仕込み、酸素4kg
/cm(絶対圧)を圧入し、撹拌速度800rpmで
撹拌しながら60℃で5分反応した、この反応におい
て、反応中の圧力が一定となるように酸素を供給し補っ
た。反応終了後、放冷したのち、反応溶液をKMnO
溶液で滴定したところ、この反応による還元されたポリ
オキソアニオン系化合物の酸化率は100%であった。
The above-mentioned 0.02 mol / l 4 electron-reduced polyoxoanion compound H 7 PMo 12 O 40
30 ml of an aqueous solution (containing 1 wt% H 3 PO 4 ) (4-electron reduced polyoxoanion compound H 7 PMo 12
(O 40 0.60 mmol content), and 0.4727 g of gold-activated carbon (Au / C, carrying 2.5% by weight of gold metal) prepared in Example 1 as a catalyst were charged in a 100 ml autoclave equipped with a Teflon stirring blade. , Oxygen 4kg
/ Cm 2 (absolute pressure) was injected, and the mixture was reacted at 60 ° C. for 5 minutes while stirring at a stirring speed of 800 rpm. In this reaction, oxygen was supplied and supplemented so that the pressure during the reaction became constant. After completion of the reaction, the reaction solution was allowed to cool, and the reaction solution was KMnO 4
When titrated with a solution, the oxidation rate of the polyoxoanion compound reduced by this reaction was 100%.

【0054】すなわち、この反応により4電子還元され
たポリオキソアニオン系化合物HPMo1240
還元電子数は100%なくなったことになる。
That is, the number of reducing electrons of the polyoxoanion compound H 7 PMo 12 O 40 reduced by four electrons by this reaction is 100%.

【0055】比較例2 実施例6において、還元されたポリオキソアニオン系化
合物の酸化において金−活性炭素を添加しなかったこ
と、および反応時間を30分としたこと以外は実施例6
と全く同様の反応を行った。その結果、還元されたポリ
オキソアニオン系化合物の酸化率は21.5%であっ
た。
Comparative Example 2 Example 6 was repeated except that no gold-activated carbon was added in the oxidation of the reduced polyoxoanion compound and the reaction time was 30 minutes.
Reaction exactly the same as was performed. As a result, the oxidation rate of the reduced polyoxoanion compound was 21.5%.

【0056】実施例7 滴下ロート、還流冷却管、100℃温度計、および、磁
気撹拌子を備えた500ml四ツ口フラスコ中に、ポリ
オキソアニオン系化合物としてHPMo10
40・31HO(日本無機化学社製)114.79g
(50mmol)と水100mlを加え、ポリオキソア
ニオン系化合物を溶解させた。水50mlに、HNN
・HO 1.25g(2.5mmol)を溶解し
滴下ロートにいれた。これを、N雰囲気下、先のポリ
オキソアニオン系化合物水溶液に撹拌しながら30分か
けて滴下した。さらに40℃で3時間、60℃で3時間
加熱撹拌することによりポリオキソアニオン系化合物を
還元した。反応後の溶液は濃青緑色であった。この反応
溶液を室温まで冷却した後、水で希釈して還元されたポ
リオキソアニオン系化合物が0.2mol/l水溶液と
なるように調製した。
Example 7 In a 500 ml four-necked flask equipped with a dropping funnel, a reflux condenser, a 100 ° C. thermometer, and a magnetic stir bar, H 5 PMo 10 V 2 O was added as a polyoxoanion compound.
40 · 31H 2 O (Nippon Muki Chemical Co., Ltd.) 114.79g
(50 mmol) and 100 ml of water were added to dissolve the polyoxoanion compound. 50 ml of water, H 2 NN
1.25 g (2.5 mmol) of H 2 · H 2 O was dissolved and placed in a dropping funnel. This was added dropwise to the above polyoxoanion compound aqueous solution under N 2 atmosphere while stirring over 30 minutes. Furthermore, the polyoxoanion compound was reduced by heating and stirring at 40 ° C. for 3 hours and at 60 ° C. for 3 hours. The solution after the reaction was deep blue-green. The reaction solution was cooled to room temperature and then diluted with water to prepare a reduced polyoxoanion compound as a 0.2 mol / l aqueous solution.

【0057】可視−近赤外吸収スペクトル測定より、得
られた還元されたポリオキソアニオン系化合物の還元電
子数は2電子であった。このようにして、0.2mol
/l2電子還元されたポリオキソアニオン系化合物H
PMo1040水溶液を得た。
From the visible-near infrared absorption spectrum measurement, the number of reducing electrons of the obtained reduced polyoxoanion compound was 2 electrons. In this way, 0.2 mol
/ L2-electron reduced polyoxoanion compound H 7
A PMo 10 V 2 O 40 aqueous solution was obtained.

【0058】前記の0.2mol/l 2電子還元され
たポリオキソアニオン系化合物HPMo10
40水溶液を30ml(2電子還元されたポリオキソア
ニオン系化合物HPMo1040 6.0mm
ol含有)、および、触媒として実施例1で調製した金
−活性炭素(Au/C、金金属2.5重量%担持)0.
4727gを、テフロン製撹拌翼付き100mlオート
クレーブに仕込み、酸素4kg/cm(絶対圧)を圧
入し、撹拌速度800rpmで撹拌しながら60℃で3
0分反応した。この反応において、反応中の圧力が一定
となるように酸素を供給し補った。反応終了後、放冷し
たのち、反応溶液を可視−近赤外吸収スペクトル測定し
たところ、この反応による還元されたポリオキソアニオ
ン系化合物の酸化率は39.0%であった。
The above-mentioned 0.2 mol / l 2 electron-reduced polyoxoanion compound H 7 PMo 10 V 2 O
40 aqueous solution 30 ml (two-electron reduced polyoxoanion compound H 7 PMo 10 V 2 O 40 6.0 mm
ol) and gold-activated carbon prepared in Example 1 as a catalyst (Au / C, supporting 2.5% by weight of gold metal).
4727 g was charged into a 100 ml autoclave equipped with a Teflon stirring blade, oxygen 4 kg / cm 2 (absolute pressure) was pressure-injected, and the mixture was stirred at a stirring speed of 800 rpm for 3 at 60 ° C.
Reacted for 0 minutes. In this reaction, oxygen was supplied and supplemented so that the pressure during the reaction became constant. After completion of the reaction, the reaction solution was allowed to cool and the visible-near infrared absorption spectrum of the reaction solution was measured. As a result, the oxidation rate of the polyoxoanion compound reduced by this reaction was 39.0%.

【0059】すなわち、この反応により2電子還元され
たポリオキソアニオン系化合物HPMo10
40の還元電子は39.0%なくなったことになる。
That is, a polyoxoanion compound H 7 PMo 10 V 2 O which has been reduced by two electrons by this reaction
The reduced electrons of 40 are 39.0% gone.

【0060】比較例3 実施例7において、還元されたポリオキソアニオン系化
合物の酸化において金−活性炭素を添加しなかったこと
以外は実施例7と全く同様の反応を行った。その結果、
還元されたポリオキソアニオン系化合物の酸化率は1
4.8%であった。
Comparative Example 3 The same reaction as in Example 7 was carried out except that gold-activated carbon was not added in the oxidation of the reduced polyoxoanion compound. as a result,
The oxidation rate of the reduced polyoxoanion compound is 1
It was 4.8%.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明において、金系金属を触媒として
使用することにより還元されたポリオキソアニオン系化
合物を酸素によって円滑に酸化することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY In the present invention, a polyoxoanion compound reduced by using a gold metal as a catalyst can be smoothly oxidized by oxygen.

【0062】従来、問題となっていた還元されたポリオ
キソアニオン系化合物の酸化は、本発明によって触媒的
に促進することができるようになり、本発明は、ポリオ
キソアニオン系化合物を触媒とするプロセス等において
工業的にも利用価値の極めて高いものである。
The oxidation of a reduced polyoxoanion compound, which has been a problem in the past, can be catalytically promoted by the present invention, and the present invention uses a polyoxoanion compound as a catalyst. It has a very high utility value industrially in processes and the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C01G 39/02 8516−4G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C01G 39/02 8516-4G

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】還元されたポリオキソアニオン系化合物を
液相で酸素酸化する方法において、触媒として金系金属
を使用することを特徴とする還元ポリオキソアニオン系
化合物の酸化方法。
1. A method for oxidizing a reduced polyoxoanion compound in a liquid phase, wherein a gold metal is used as a catalyst.
JP6994892A 1992-02-21 1992-02-21 Method for oxidizing reduced polyoxo anionic compound Pending JPH05238739A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004181358A (en) * 2002-12-03 2004-07-02 Nippon Shokubai Co Ltd Gold-carrying catalyst for liquid phase reaction and method for producing carboxylic acid ester

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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