JPH0959280A - Catalyst for synthesizing porphyrin - Google Patents

Catalyst for synthesizing porphyrin

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Publication number
JPH0959280A
JPH0959280A JP7240946A JP24094695A JPH0959280A JP H0959280 A JPH0959280 A JP H0959280A JP 7240946 A JP7240946 A JP 7240946A JP 24094695 A JP24094695 A JP 24094695A JP H0959280 A JPH0959280 A JP H0959280A
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JP
Japan
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catalyst
porphyrin
synthesis
fsm
pore diameter
Prior art date
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Application number
JP7240946A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Inagaki
伸二 稲垣
Yoshiaki Fukushima
喜章 福嶋
Atsushi Onaka
篤 尾中
Tomotaka Shinoda
智隆 篠田
Yusuke Izumi
有亮 泉
Hiroshi Sato
洋 佐藤
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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Publication of JPH0959280A publication Critical patent/JPH0959280A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a catalyst for synthesizing porphyrin, having a high yield of porphyrin, repeatedly usable. SOLUTION: This catalyst for synthesizing porphyrin comprises a porous body having a great number of pores. The pores have pore diameters showing the maximum peak in the pore diameter distribution curve in the region of 1-10nm and >=60% of the pores have diameters in the region of the pore diameter showing the maximum peak in the pore diameter distribution curve ±40%. The porous body is an Si oxide and prefetably consists of a crystalline three- dimensional structure. Aluminum is preferably introduced into the porous body.

Description

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

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は,ポルフィリンを合成するための
触媒に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a catalyst for synthesizing porphyrin.

【0002】[0002]

【従来技術】ポルフィリンは,「化1」に示すポルフィ
ン(porphine)核の1〜8(およびα〜δ)の
位置にメチル,エチル,ビニル,アリル,フェニルその
他の基が導入された誘導体を総称するものである。ポル
フィリンは,生体内において,酸素運搬,酸化反応,電
子伝達等,重要な役割を果たしている。ポルフィリン
は,また,二重結合のエポキシ化,芳香族又は脂肪酸化
合物の水素化及びケトンの還元に対して,触媒として効
果的に働く。また,低温下においてはホトケミカルホー
ルバーニング(PHB)が確認されており,光記録材料
等のエレクトロニクス分野への応用も注目されている。
2. Description of the Related Art Porphyrin is a generic term for derivatives in which methyl, ethyl, vinyl, allyl, phenyl and other groups are introduced at positions 1 to 8 (and α to δ) of the porphine nucleus shown in "Chemical Formula 1". To do. Porphyrins play important roles in the body such as oxygen transport, oxidation reaction, and electron transfer. Porphyrins also act effectively as catalysts for epoxidation of double bonds, hydrogenation of aromatic or fatty acid compounds and reduction of ketones. Photochemical hole burning (PHB) has been confirmed at low temperatures, and its application to the electronics field such as optical recording materials is also drawing attention.

【0003】[0003]

【化1】 Embedded image

【0004】更に,ポルフィリンは,高速液体クロマト
グラフィ用充填剤(特開平4─148860号公報),
電気触媒のための導体(特開平2─291602号公
報),消臭フィルター(特開平1─288318号公
報),酸素濃度検出試薬(特開昭57─46154号公
報)等に用いられている。
Further, porphyrin is a packing material for high performance liquid chromatography (JP-A-4-148860),
It is used as a conductor for an electrocatalyst (JP-A-2-291602), a deodorant filter (JP-A-1-288318), an oxygen concentration detection reagent (JP-A-57-46154), and the like.

【0005】上記ポルフィリンは,従来,例えば,三フ
ッ化ホウ素(BF3 ・OEt2 ),トリフルオロ酢酸等
の均一系触媒,酸処理モンモリロナイト等の固体触媒を
用いて合成されている。しかし,均一系触媒は,溶媒中
に溶解した状態で触媒作用を発揮するため,反応後の分
離操作に手間がかかる。
The above porphyrins have hitherto been synthesized using, for example, a homogeneous catalyst such as boron trifluoride (BF 3 .OEt 2 ) and trifluoroacetic acid, and a solid catalyst such as acid-treated montmorillonite. However, since a homogeneous catalyst exerts a catalytic action in a state of being dissolved in a solvent, separation operation after the reaction takes time.

【0006】一方,固体触媒は,溶媒中に溶解しないた
め,反応後の分離が容易である。また,p−クロラニル
等の酸化剤を加える場合には,上記固体触媒が存在する
と,酸化剤が固体触媒の表面に付着するため,反応後に
酸化剤を分離する処理が容易である。更に,酸処理モン
モリロナイトは,ポルフィリンの合成場となり得るメソ
細孔を有しているため,ポルフィリンの良好な触媒であ
るといえる。
On the other hand, since the solid catalyst does not dissolve in the solvent, separation after the reaction is easy. In addition, when an oxidizing agent such as p-chloranil is added, the presence of the solid catalyst causes the oxidizing agent to adhere to the surface of the solid catalyst, so that the treatment for separating the oxidizing agent after the reaction is easy. In addition, acid-treated montmorillonite is a good catalyst for porphyrin because it has mesopores that can serve as a synthesis site for porphyrin.

【0007】[0007]

【解決しようとする課題】しかしながら,上記酸処理モ
ンモリロナイトのメソ細孔は,モンモリロナイトのシリ
ケート層のエッジと面とがランダムに接触して形成する
所謂カードハウス構造を有している。そのため,メソ細
孔の細孔径は必ずしも一定ではなく,ある程度の分布を
持つ。
However, the mesopores of the acid-treated montmorillonite have a so-called card house structure in which the edges and surfaces of the silicate layer of montmorillonite are randomly contacted. Therefore, the pore size of mesopores is not necessarily constant and has a certain degree of distribution.

【0008】ポルフィリンは,環状の分子構造をしてい
るため,その分子径に適した細孔径のメソ細孔内におい
て,その収率は最も高くなる。そのため,上記のように
細孔径にある程度の分布がある酸処理モンモリロナイト
を用いた場合には,目的生成物であるポルフィリン以外
の副生成物,例えば,鎖状分子の生成量が多くなり,ポ
ルフィリンの収率が十分に上がらないという問題点があ
る。
Since porphyrin has a cyclic molecular structure, its yield is highest in mesopores having a pore size suitable for the molecular size. Therefore, when acid-treated montmorillonite with a certain distribution of pore size is used as described above, the amount of by-products other than the target product porphyrin, for example, chain molecules, increases, and porphyrin There is a problem that the yield cannot be increased sufficiently.

【0009】本発明はかかる従来の問題点に鑑み,ポル
フィリンの収率が高いポルフィリンの合成用触媒を提供
しようとするものである。
In view of such conventional problems, the present invention aims to provide a porphyrin synthesis catalyst having a high porphyrin yield.

【0010】[0010]

【課題の解決手段】本発明は,多数の細孔を有する多孔
体より構成されている,ポルフィリンを合成するための
触媒であって,上記細孔は,細孔径分布曲線における最
大のピークを示す細孔直径が1〜10nmの範囲内にあ
り,且つ該細孔の60%以上が,上記細孔径分布曲線に
おける最大のピークを示す細孔直径の±40%の範囲内
にある直径を有することを特徴とするポルフィリンの合
成用触媒にある。
The present invention relates to a catalyst for synthesizing porphyrin, which is composed of a porous body having a large number of pores, wherein the pores show the maximum peak in the pore size distribution curve. The pore diameter is in the range of 1 to 10 nm, and 60% or more of the pores have a diameter within the range of ± 40% of the pore diameter showing the maximum peak in the pore diameter distribution curve. And a catalyst for porphyrin synthesis.

【0011】ポルフィリンは,前記の「化1」に示すポ
ルフィン(porphine)核1〜8(及びα〜δ)
の位置にメチル,エチル,ビニル,アリル,フェニル,
その他の基が導入された誘導体を総称するものである。
上記合成用触媒を構成する多孔体としては,金属酸化物
よりなるものが好ましい。すなわち,金属酸化物よりな
る多孔体は,例えば,金属酸化物或いは異なる2種類以
上の金属からなる複合金属酸化物よりなる多孔体により
構成されているものである。上記多孔体は,金属酸化物
よりなる多孔体の表面に,異なる金属或いは金属酸化物
を担持又は被覆したものでもよい。
Porphyrins are porphine nuclei 1 to 8 (and α to δ) shown in "Chemical Formula 1" above.
At the position of methyl, ethyl, vinyl, allyl, phenyl,
It is a general term for derivatives in which other groups are introduced.
As the porous body constituting the above-mentioned synthesis catalyst, one made of a metal oxide is preferable. That is, the porous body made of a metal oxide is, for example, a porous body made of a metal oxide or a composite metal oxide made of two or more different metals. The above-mentioned porous body may be one in which a different metal or metal oxide is carried or coated on the surface of a porous body made of a metal oxide.

【0012】上記多孔体としては,例えば,シリカ─ア
ルミナ,シリカ─チタニア,シリカ─マグネシア,シリ
カ─ジルコニア,シリカ─ランタニア,シリカ─バリウ
ム酸化物,シリカ─ストロンチウム酸化物等の複合金属
酸化物,或いは,アルミナ,シリカ,チタニア,タング
ステン酸化物等の金属酸化物がある。これらは,ポルフ
ィリン合成反応に適した固体酸性を有している。
Examples of the above-mentioned porous body include complex metal oxides such as silica-alumina, silica-titania, silica-magnesia, silica-zirconia, silica-lanthanum, silica-barium oxide, and silica-strontium oxide, or , Alumina, silica, titania, and metal oxides such as tungsten oxide. These have a solid acidity suitable for porphyrin synthesis reaction.

【0013】上記細孔は,細孔径分布曲線における最大
のピークを示す細孔直径(以下,中心細孔直径とい
う。)が1〜10nmの範囲内にあり,且つ細孔の60
%以上が,上記中心細孔直径の±40%の範囲内の直径
を有する。その理由を以下に示す。
The pores have a pore diameter (hereinafter referred to as a central pore diameter) showing the maximum peak in the pore diameter distribution curve within a range of 1 to 10 nm, and 60 pores.
% Or more has a diameter within a range of ± 40% of the central pore diameter. The reason is shown below.

【0014】即ち,ポルフィリンは,環状の分子構造を
有しており,その分子径に適した細孔径を持つ細孔にお
いて最も生成し易い。そのため,多孔体の細孔径は,ポ
ルフィリンの分子径に近く,しかも細孔分布はなるべく
狭い方が好ましい。また,ポルフィリン分子は,その置
換基の種類により種々の大きさのものが存在する。その
ため,目的とするポルフィリンの大きさに応じて,細孔
の中心細孔直径及び直径を上記の範囲内において適宜選
択することにより,十分なポルフィリン収率を得ること
ができる。上記の範囲を逸脱する場合には,ポルフィリ
ンとは異なる副生成物,例えば,直鎖状分子の生成量が
増加し,ポルフィリン収率は低下することとなる。
That is, porphyrin has a cyclic molecular structure and is most easily produced in pores having a pore size suitable for the molecular diameter. Therefore, it is preferable that the pore diameter of the porous body is close to the molecular diameter of porphyrin and the pore distribution is as narrow as possible. In addition, porphyrin molecules exist in various sizes depending on the type of the substituent. Therefore, a sufficient porphyrin yield can be obtained by appropriately selecting the central pore diameter and the diameter of the pores within the above range according to the desired size of porphyrin. If the amount exceeds the above range, the amount of by-products different from porphyrin, for example, a linear molecule, increases, and the porphyrin yield decreases.

【0015】上記細孔の中心細孔直径とは,細孔径分布
曲線において,最大のピークを示した細孔直径をいう。
ここで,上記細孔径分布曲線とは,細孔容積(V)を細
孔直径(D)で微分した値(dV/dD)を細孔直径
(D)に対してプロットした曲線をいう(図4参照)。
The central pore diameter of the pores is the diameter of the pore having the maximum peak in the pore diameter distribution curve.
Here, the above-mentioned pore diameter distribution curve is a curve in which a value (dV / dD) obtained by differentiating the pore volume (V) with the pore diameter (D) is plotted against the pore diameter (D) (Fig. 4).

【0016】細孔径分布曲線は,例えば,以下に示す気
体吸着法により作成される。この方法において最もよく
用いられる気体は,窒素である。まず,触媒に液体窒素
温度(─196℃)で窒素ガスを導入し,その吸着量を
定容量法或いは重量法で求める。導入する窒素ガスの圧
力を徐々に増加させ,各圧力に対する窒素ガスの吸着量
をプロットすることにより吸着等温線を作成する(図3
参照)。この吸着等温線から,Cranston−In
clay法,Pollimore−Heal法等の計算
法を用いて,上記細孔径分布曲線を求める。
The pore size distribution curve is prepared, for example, by the gas adsorption method shown below. The most commonly used gas in this method is nitrogen. First, nitrogen gas is introduced into the catalyst at liquid nitrogen temperature (-196 ° C), and the adsorption amount is determined by the constant volume method or the gravimetric method. The adsorption isotherm is created by gradually increasing the pressure of the introduced nitrogen gas and plotting the adsorption amount of the nitrogen gas with respect to each pressure (Fig. 3).
reference). From this adsorption isotherm, Cranston-In
The pore size distribution curve is obtained by using a calculation method such as the Clay method or the Pollimore-Heal method.

【0017】上記細孔の60%以上とは,合成用触媒の
全表面積に対する,中心細孔直径の±40%の範囲内に
ある細孔の表面積の比率が60%以上であることをい
う。この比率の算出には,合成用触媒の比表面積の細孔
直径に対する積分値を細孔直径に対してプロットした曲
線を用いる。この曲線は,窒素の吸着等温線からCra
nston−Inclay法等を用いて作成することが
できる。
The above 60% or more of the pores means that the ratio of the surface area of the pores within the range of ± 40% of the central pore diameter to the total surface area of the catalyst for synthesis is 60% or more. To calculate this ratio, a curve obtained by plotting the integrated value of the specific surface area of the catalyst for synthesis with respect to the pore diameter against the pore diameter is used. This curve is Cra from the adsorption isotherm of nitrogen.
It can be created using the nston-Inclay method or the like.

【0018】また,細孔径分布曲線において,最大のピ
ークが2個以上ある場合には,そのうちの少なくとも1
つの最大ピークを示す細孔直径が1〜10nmの範囲に
存在すればよい。また,1〜10nmの範囲に最大ピー
クが2個以上ある場合には,それら最大ピークの中に,
細孔の60%以上が最大ピークの細孔直径の±40%の
範囲内の直径を有するという条件を満たす最大ピークが
少なくとも1個存在すればよい。
When there are two or more maximum peaks in the pore size distribution curve, at least one of them is selected.
It suffices that the pore diameters showing the two maximum peaks exist in the range of 1 to 10 nm. In addition, when there are two or more maximum peaks in the range of 1 to 10 nm, among these maximum peaks,
It suffices that there is at least one maximum peak satisfying the condition that 60% or more of the pores have a diameter within the range of ± 40% of the maximum peak pore diameter.

【0019】次に,上記のポルフィリンの合成用触媒の
作用について説明する。ポルフィリンの合成用触媒は,
上記の細孔特性を有する多孔体である。そのため,該合
成用触媒の存在下でポルフィリンを合成した場合には,
ポルフィリン収率が向上する。その理由は,以下のよう
に考えられる。
Next, the action of the above-mentioned catalyst for porphyrin synthesis will be described. The catalyst for porphyrin synthesis is
A porous body having the above-mentioned pore characteristics. Therefore, when porphyrin is synthesized in the presence of the synthesis catalyst,
The porphyrin yield is improved. The reason is considered as follows.

【0020】ポルフィリンは,代表的な大環状複素環化
合物である。例えば,ポルフィリンの一種であるメソ置
換ポルフィリンは,アルデヒドとピロールとの直接重合
環化によって形成される。アルデヒドとピロールとは,
交互に重合し,各4つを組み込んだ中間体を形成する。
ここで,分子内閉環反応がおこれば,ポルフィリンの前
駆物質であるポルフィリノーゲンを生じる。しかし,通
常は,閉環するよりも鎖状の共重合体を生成する過程の
方が有利であり,環状のポルフィリンが生成する確率は
低い。
Porphyrin is a typical macrocyclic heterocyclic compound. For example, a meso-substituted porphyrin, a type of porphyrin, is formed by direct polymerization cyclization of an aldehyde and pyrrole. Aldehyde and pyrrole
Alternately polymerize to form an intermediate incorporating four of each.
If the intramolecular ring closure reaction occurs here, porphyrinogen, which is a precursor of porphyrin, is produced. However, in general, the process of forming a chain copolymer is more advantageous than the ring closure, and the probability of forming a cyclic porphyrin is low.

【0021】しかし,これらの反応過程をポルフィリン
の分子径に近い均一な空間内で行うことにより,鎖状ポ
リマーの生成は抑制され,閉環過程が有利になると考え
られる。メソ置換ポルフィリンの分子径は,約2nmと
されているが,置換基の大きさによっては,1.5〜1
0nmとなることもあり得る。そのため,目的生成物で
あるポルフィリンの種類に応じて,その分子径に対応し
た均一な細孔を有する上記の合成用触媒を用いることに
より,ポルフィリンの収率が向上したと考えられる。
However, it is considered that by carrying out these reaction processes in a uniform space close to the molecular diameter of porphyrin, the formation of chain polymer is suppressed and the ring closure process becomes advantageous. The meso-substituted porphyrin has a molecular diameter of about 2 nm, but depending on the size of the substituent, it may be 1.5 to 1
It can be 0 nm. Therefore, it is considered that the yield of porphyrin was improved by using the above-mentioned catalyst for synthesis having uniform pores corresponding to the molecular diameter of the desired product, porphyrin.

【0022】また,上記合成用触媒は,固体触媒である
ため,反応後の分離が容易である。合成用触媒にp−ク
ロラニル等の酸化剤を加える場合には,合成用触媒の表
面に酸化剤が付着するため,反応後に酸化剤を分離する
処理が容易である。
Further, since the above-mentioned synthesis catalyst is a solid catalyst, separation after the reaction is easy. When an oxidizing agent such as p-chloranil is added to the synthesis catalyst, the oxidizing agent adheres to the surface of the synthesis catalyst, so that the treatment for separating the oxidizing agent after the reaction is easy.

【0023】次に,上記ポルフィリンの合成用触媒につ
いて,更に好ましい発明の構成について説明する。本発
明の合成用触媒を構成する多孔体は,熱的に安定な金属
酸化物よりなるものが好ましい。この合成用触媒は,合
成用触媒の再生処理に必要な500℃前後での高温下に
おいても,その細孔構造は崩壊せず,安定に存在する。
従って,上記合成用触媒は,ポルフィリンの生成反応の
後に,再生処理を行うことによって,繰り返し使用する
ことができる。
Next, with respect to the above-mentioned porphyrin synthesis catalyst, a more preferable constitution of the invention will be described. The porous body forming the synthesis catalyst of the present invention is preferably made of a thermally stable metal oxide. This synthesis catalyst is stable and does not collapse its pore structure even at a high temperature of about 500 ° C. required for the regeneration treatment of the synthesis catalyst.
Therefore, the above-mentioned synthesis catalyst can be repeatedly used by performing a regeneration treatment after the porphyrin formation reaction.

【0024】それに対して,酸処理モンモリロナイト
は,繰り返し使用することができないという問題点があ
る。即ち,1回の反応の後,生成したポルフィリンを回
収した後,触媒に付着した副生成物及び酸化剤を取り除
く目的で500℃前後の温度で焼成すると,酸処理モン
モリロナイトの構造が崩壊し,2回目の反応時には,触
媒として働かない。このため,酸処理モンモリロナイト
は,1回の反応で消耗されてしまい,反応毎に新しく取
り替えなければならず,ポルフィリンの合成コストが高
くなる。
On the other hand, the acid-treated montmorillonite has a problem that it cannot be used repeatedly. That is, after one reaction, the porphyrin produced was recovered and then calcined at a temperature of about 500 ° C. for the purpose of removing by-products and oxidants attached to the catalyst, the structure of the acid-treated montmorillonite collapsed, and It does not act as a catalyst during the second reaction. Therefore, the acid-treated montmorillonite is consumed in a single reaction, and must be replaced anew for each reaction, which increases the cost of porphyrin synthesis.

【0025】上記金属酸化物よりなる多孔体は,Siの
酸化物であり,結晶性の三次元構造体より構成されてい
ることが好ましい。その理由は,Siが特に熱的に安定
であり,更に,多孔体が三次元骨格構造からなる結晶で
あるため,結晶内部に形成された細孔は,極めて安定な
構造をしているからである。そのため,熱処理を伴う再
生処理にも耐え,何度も繰り返し使用することができ
る。
The porous body made of the above metal oxide is an oxide of Si and is preferably composed of a crystalline three-dimensional structure. The reason is that Si is particularly thermally stable, and furthermore, since the porous body is a crystal having a three-dimensional skeleton structure, the pores formed inside the crystal have an extremely stable structure. is there. Therefore, it withstands the regeneration process accompanied by heat treatment and can be used repeatedly.

【0026】また,上記金属酸化物よりなる多孔体に
は,更に,アルミニウム(Al)が導入されていること
が好ましい。その理由は,SiO2 にAlを導入するこ
とにより,固体酸性が発現するからである。これは,4
価のSiを3価のAlに置換することにより,電荷の過
不足が生じるためであると考えられている。また,Al
導入による固体酸は,ポルフィリンの合成反応において
必要とされる酸触媒として有効に働き,ポルフィリン収
率が高くなるからである。
Further, it is preferable that aluminum (Al) is further introduced into the porous body made of the above metal oxide. The reason is that by introducing Al into SiO 2 , solid acidity is developed. This is 4
It is considered that the substitution of trivalent Al with trivalent Al causes excess and deficiency of charges. Also, Al
This is because the introduced solid acid effectively acts as an acid catalyst required in the porphyrin synthesis reaction, and the porphyrin yield increases.

【0027】次に,上記の合成用触媒を用いたポルフィ
リンの合成方法としては,例えば,アルデヒドとピロー
ルとを上記合成用触媒存在下で重合環化反応をさせた
後,酸化剤を加えて酸化して,環状のポルフィン核を有
するポルフィリンを合成する方法がある(図9参照)。
この方法において,アルデヒドとピロールとの反応は,
塩化メチレン等の溶媒中で行う。
Next, as a method of synthesizing porphyrin using the above-mentioned synthesis catalyst, for example, aldehyde and pyrrole are subjected to a polymerization cyclization reaction in the presence of the above-mentioned synthesis catalyst, and then oxidized by adding an oxidizing agent. Then, there is a method of synthesizing a porphyrin having a cyclic porphine nucleus (see FIG. 9).
In this method, the reaction between aldehyde and pyrrole is
Perform in a solvent such as methylene chloride.

【0028】反応温度は,0〜40℃であることが好ま
しい。0℃より低い温度の場合には,反応速度が遅く,
反応終了まで長時間を要するおそれがある。40℃を越
える場合には,副反応がおこり,ポルフィリン収率が低
下するおそれがある。反応時間は10分間〜3時間であ
ることが好ましい。
The reaction temperature is preferably 0 to 40 ° C. At temperatures below 0 ° C, the reaction rate is slow,
It may take a long time to complete the reaction. If the temperature exceeds 40 ° C, a side reaction may occur and the porphyrin yield may be reduced. The reaction time is preferably 10 minutes to 3 hours.

【0029】上記合成用触媒は,反応液に添加する前
に,十分に乾燥しておくことが好ましい。これは,水分
が合成用触媒に付着していると,固体酸性が十分に発現
しないおそれがあるからである。ポルフィリンの合成反
応の終了は,原料となるアルデヒド及びピロールが消失
したことを薄層クロマトグラフィ(以下,「TLC」と
いう。)及びガスクロマトグラフィ(以下,「GC」と
いう。)を用いて確認することができる。
It is preferable that the above synthesis catalyst is sufficiently dried before being added to the reaction solution. This is because if the water adheres to the synthesis catalyst, the solid acidity may not be sufficiently expressed. Completion of the synthesis reaction of porphyrin can be confirmed using thin layer chromatography (hereinafter referred to as “TLC”) and gas chromatography (hereinafter referred to as “GC”) that the raw material aldehyde and pyrrole have disappeared. it can.

【0030】反応後,酸化剤(例えば,p−クロラニ
ル)を加え,20〜70℃の温度で加熱還流する。加熱
時間は,30分間〜2時間であることが好ましい。その
後,反応液を濾過して,上記合成用触媒を取り除く。濾
液を濃縮して,ポルフィリンを得る。ポルフィリンを精
製し,結晶化してもよい。
After the reaction, an oxidizing agent (for example, p-chloranil) is added, and the mixture is heated to reflux at a temperature of 20 to 70 ° C. The heating time is preferably 30 minutes to 2 hours. Then, the reaction solution is filtered to remove the above-mentioned synthesis catalyst. The filtrate is concentrated to give porphyrin. Porphyrin may be purified and crystallized.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施形態例1 本発明の実施形態例にかかるポルフィリンの合成用触媒
について,例示説明する。上記のポルフィリンの合成用
触媒は,多数の細孔を有する多孔体であり,その組成は
SiO2 である。以下,ポルフィリンの合成用触媒の製
造方法について説明する。
Embodiment 1 A porphyrin synthesis catalyst according to an embodiment of the present invention will be illustrated and described. The above-mentioned catalyst for porphyrin synthesis is a porous body having a large number of pores, and its composition is SiO 2 . Hereinafter, a method for producing a catalyst for porphyrin synthesis will be described.

【0032】先ず,粉末ケイ酸ソーダ(SiO2 /Na
2 O=2.00,日本化学工業製)を700℃,空気中
で6時間焼成した。50gの焼成粉末ケイ酸ソーダを粒
径1mm以下に粉砕した後,500mlの水に分散さ
せ,室温で3時間攪拌した。その後,ブフナーロートを
用い,固形分を濾別し,層状ケイ酸塩の1種であるカネ
マイト(NaHSi2 5 ・3H2 O)を合成した。
First, powdered sodium silicate (SiO 2 / Na
2 O = 2.00, manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.) was fired at 700 ° C. in air for 6 hours. 50 g of the calcined powdered sodium silicate was crushed to a particle size of 1 mm or less, dispersed in 500 ml of water, and stirred at room temperature for 3 hours. Then, the solid content was filtered off using a Buchner funnel to synthesize kanemite (NaHSi 2 O 5 .3H 2 O), which is one of the layered silicates.

【0033】次に,このカネマイトを乾燥せずに,湿っ
た状態で,5種類のアルキル鎖長の異なるアルキルトリ
メチルアンモニウム〔Cn 2n+1+ (CH3 3 〕水
溶液にそれぞれ分散させた。上記5種類のアルキルトリ
メチルアンモニウム水溶液は,0.1モルのアルキルト
リメチルアンモニウムクロライド(n=14,16)或
いはアルキルトリメチルアンモニウムブロマイド(n=
8,10,12)を1000mlの水に溶解させること
により調製した。n=8のオクチルトリメチルアンモニ
ウムブロマイドだけは,0.5モルを1000mlの水
に溶解させた。
Next, the kanemite was not dried but dispersed in each of 5 kinds of aqueous solutions of alkyltrimethylammonium [C n H 2n + 1 N + (CH 3 ) 3 ] having different alkyl chain lengths in a wet state. It was The above-mentioned five kinds of alkyltrimethylammonium aqueous solutions are 0.1 mol of alkyltrimethylammonium chloride (n = 14, 16) or alkyltrimethylammonium bromide (n =
8, 10, 12) was dissolved in 1000 ml of water. Only n = 8 octyltrimethylammonium bromide was dissolved in 1000 ml of water in an amount of 0.5 mol.

【0034】次に,この分散液を2000ml容量のフ
ラスコに入れた。まず,70℃で3時間,攪拌モータで
攪拌しながらウォーターバス中で加熱した。その後,2
N塩酸水溶液を滴下して,そのpHをゆっくり8.5に
調整した。その後,更に,70℃で3時間攪拌しながら
加熱した。
Next, this dispersion was placed in a flask having a volume of 2000 ml. First, the mixture was heated in a water bath at 70 ° C. for 3 hours while stirring with a stirring motor. Then 2
An aqueous solution of N hydrochloric acid was added dropwise to slowly adjust the pH to 8.5. Then, the mixture was further heated at 70 ° C. for 3 hours with stirring.

【0035】次に,分散液を室温まで冷却した後,固形
生成物を濾別した。1000mlのイオン交換水で合計
5回洗浄した後,乾燥した。これらの粉末を,550
℃,空気中で6時間焼成し,5種類の多孔体,即ちポル
フィリンの合成用触媒を得た。これらの合成用触媒を,
アルキル鎖長(n=8,10,12,14,16)の短
い方から順に,FSM─13,20,23,24,28
とした。
Then, the dispersion was cooled to room temperature and the solid product was filtered off. It was washed with 1000 ml of ion-exchanged water 5 times in total, and then dried. 550 these powders
The mixture was calcined in air at 6 ° C for 6 hours to obtain 5 kinds of porous materials, that is, catalysts for porphyrin synthesis. These synthesis catalysts are
In order from the shorter alkyl chain length (n = 8, 10, 12, 14, 16), FSM-13, 20, 23, 24, 28
And

【0036】実施形態例2 本形態例におけるポルフィリンの合成用触媒は,多数の
細孔を有する多孔体であり,その組成はSiO2 であ
る。以下,この合成用触媒の製造方法について説明す
る。まず,0.1モルのヘキサデシルトリメチルアンモ
ニウムクロライドを1000mlの水に溶解させ,更に
そこにメシチレン(1,3,5─トリメチルベンゼン)
を0.05,0.1,0.2モル,それぞれ添加して,
3種類の溶液を調製した。また,実施形態例1と同様の
方法により焼成粉末ケイ酸ソーダより湿潤カネマイトを
調製した。
Embodiment 2 The porphyrin synthesis catalyst in this embodiment is a porous body having a large number of pores, and its composition is SiO 2 . Hereinafter, a method for producing this synthesis catalyst will be described. First, 0.1 mol of hexadecyltrimethylammonium chloride is dissolved in 1000 ml of water, and then mesitylene (1,3,5-trimethylbenzene) is added thereto.
0.05, 0.1, 0.2 mol, respectively,
Three types of solutions were prepared. In addition, wet kanemite was prepared from calcined powdered sodium silicate by the same method as in Example 1.

【0037】上記の3種類の溶液にそれぞれ50gの湿
潤カネマイトを分散させた。これらの分散液を2000
ml容量のフラスコに入れ,70℃で3時間,攪拌モー
ターで攪拌しながらウォーターバス中で加熱した。次
に,2N塩酸水溶液を滴下して,そのpHをゆっくり
8.5に調整した。その後,更に70℃で3時間攪拌し
ながら加熱した。
50 g of wet kanemite was dispersed in each of the above three kinds of solutions. 2000 of these dispersions
The mixture was placed in a flask having a capacity of ml and heated in a water bath at 70 ° C. for 3 hours while stirring with a stirring motor. Then, a 2N hydrochloric acid aqueous solution was added dropwise to slowly adjust the pH to 8.5. Then, it heated at 70 degreeC, stirring for 3 hours.

【0038】次に,分散液を室温まで冷却した後,固形
生成物を濾別した。1000mlのイオン交換水で合計
5回洗浄した後,乾燥した。これらの粉末を550℃で
6時間空気中で焼成することにより,3種類の多孔体,
即ちポルフィリンの合成用触媒を得た。これらの合成用
触媒を,メシチレンの添加量(0.05モル,0.1モ
ル,0.2モル)の少ない方から,FSM−32,3
6,47とした。
Then, the dispersion was cooled to room temperature and the solid product was filtered off. It was washed with 1000 ml of ion-exchanged water 5 times in total, and then dried. By firing these powders in air at 550 ° C for 6 hours, three types of porous materials,
That is, a catalyst for porphyrin synthesis was obtained. These synthesis catalysts were used in the order of FSM-32,
6, 47.

【0039】実施形態例3 本例においては,ポルフィリンの合成用触媒について,
その結晶構造について観察した。ポルフィリンの合成用
触媒は,上記実施形態例1,2で製造したFSM−1
3,20,23,24,28,32,36,47を用い
た。これらの粉末X線回折パターンを図1に示した。
Embodiment 3 In this example, a catalyst for porphyrin synthesis was prepared.
The crystal structure was observed. The catalyst for porphyrin synthesis is the FSM-1 produced in the first and second embodiments.
3, 20, 23, 24, 28, 32, 36, 47 were used. The powder X-ray diffraction patterns of these are shown in FIG.

【0040】同図より,FSM−23,24,28,3
2については,回折角度が10°以下の範囲に,六方構
造に指数付けされる3〜4本の回折ピークが観察され
た。一方,FSM−13,20,36については,10
°以下の範囲に1〜2本の回折ピークが観察された。ま
た,FSM−47については,1°以上の範囲には明確
なピークが見られなかった。これらのことから,多くの
ポルフィリンの合成用触媒は,規則的な構造を有してい
ることがわかる。
From the figure, FSM-23, 24, 28, 3
As for No. 2, 3 to 4 diffraction peaks indexed to a hexagonal structure were observed in the range where the diffraction angle was 10 ° or less. On the other hand, for FSM-13, 20, 36, 10
One to two diffraction peaks were observed in the range of ° or less. Further, regarding FSM-47, no clear peak was observed in the range of 1 ° or more. From these, it is understood that many porphyrin synthesis catalysts have a regular structure.

【0041】次に,FSM−28の結晶構造を,図2の
透過型電子顕微鏡写真(倍率140万倍)に示した。こ
の写真より,直径約3nmの細孔が規則的に配列した蜂
の巣状の構造をしていることがわかる。
Next, the crystal structure of FSM-28 is shown in the transmission electron micrograph (magnification: 1.4 million times) of FIG. From this photograph, it can be seen that the cells have a honeycomb structure in which pores having a diameter of about 3 nm are regularly arranged.

【0042】実施形態例4 本例においては,ポルフィリンの合成用触媒の細孔径分
布を測定した。ポルフィリンの合成用触媒は,実施形態
例1,2で製造したFSM−13,20,23,24,
28,32,36,47を用いた。
Embodiment 4 In this example, the pore size distribution of the porphyrin synthesis catalyst was measured. The catalysts for porphyrin synthesis are FSM-13, 20, 23, 24 produced in Embodiments 1 and 2,
28, 32, 36 and 47 were used.

【0043】上記合成用触媒の細孔径分布の測定方法に
ついて説明する。まず,窒素吸着等温線を以下の装置及
び方法により作成した。装置は,絶対圧型トランスデュ
ーサー(日本エムケーエス(株)製Baratron1
27AA)及びコントロールバルブ(日本エムケーエス
(株)製248A)を装着した真空ラインを用い,定容
量法で測定を行った。約50mgの試料をサンプル管に
計り取り,150℃で2時間真空脱気した。2時間後の
真空度は10-3torrであった。その後,サンプル管
を液体窒素に浸しながら,窒素の吸着測定を行った。得
られた窒素吸着等温線を図3に示した。
A method for measuring the pore size distribution of the above-mentioned synthesis catalyst will be described. First, a nitrogen adsorption isotherm was created by the following device and method. The device is an absolute pressure type transducer (Baratron 1 manufactured by Nippon MKS Co., Ltd.).
27AA) and a control valve (248A manufactured by Nippon MKS Co., Ltd.) were used for the measurement by the constant volume method. About 50 mg of sample was weighed into a sample tube and vacuum degassed at 150 ° C. for 2 hours. The degree of vacuum after 2 hours was 10 −3 torr. Then, the nitrogen adsorption measurement was performed while immersing the sample tube in liquid nitrogen. The obtained nitrogen adsorption isotherm is shown in FIG.

【0044】この窒素吸着等温線からCranston
−Inclay法により計算した細孔径分布曲線を図4
に示した。この細孔径分布曲線のピーク位置から求めた
中心細孔直径を表1に示した。中心細孔直径について
は,FSM−13が1.3nm,FSM−20が2.0
nm,FSM−23が2.3nm,FSM−24が2.
4nm,FSM−28が2.8nm,FSM−32が
3.2nm,FSM−36が3.6nm,FSM−47
が4.7nmと,1.3nm〜4.7nmの範囲で変化
していることが確認された。
From this nitrogen adsorption isotherm, Cranston
FIG. 4 shows the pore size distribution curve calculated by the Inclay method.
It was shown to. The central pore diameter obtained from the peak position of this pore diameter distribution curve is shown in Table 1. The central pore diameter is 1.3 nm for FSM-13 and 2.0 for FSM-20.
nm, FSM-23 is 2.3 nm, FSM-24 is 2.
4 nm, FSM-28 is 2.8 nm, FSM-32 is 3.2 nm, FSM-36 is 3.6 nm, FSM-47.
Was found to be 4.7 nm and changed in the range of 1.3 nm to 4.7 nm.

【0045】次に,Cranston−Inclay法
により,合成用触媒の比表面積の細孔直径に対する積分
曲線を計算で求めた。中心細孔直径の±40%の範囲内
にある比表面積の全表面積に対する比率を求めた。これ
を±40%細孔率とした。±40%細孔率を,合成用触
媒の全表面積とともに,表1に示した。その結果,その
比率は,最低が66%であり,最高は93%となった。
Next, the integral curve of the specific surface area of the catalyst for synthesis with respect to the pore diameter was calculated by the Cranston-Inclay method. The ratio of the specific surface area within the range of ± 40% of the central pore diameter to the total surface area was determined. This was defined as ± 40% porosity. The ± 40% porosity is shown in Table 1 along with the total surface area of the synthesis catalyst. As a result, the ratio was 66% at the lowest and 93% at the highest.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】実施形態例5 本例のポルフィリンの合成用触媒は,金属酸化物よりな
る多孔体にAlを導入したものである。合成用触媒の組
成は,SiO2 −Al2 3 である。以下,その製造方
法について説明する。
Embodiment 5 The porphyrin synthesizing catalyst of this example is obtained by introducing Al into a porous body made of a metal oxide. The composition of the synthesis catalyst is SiO 2 —Al 2 O 3 . The manufacturing method will be described below.

【0048】実施形態例1,2の合成用触媒の内,アル
キル鎖長がn=10,16のもの(FSM−20,2
8),及びメシチレン添加量が0.1モルのもの(FS
M−36)の製造方法に従い,3種類の粉末状有機複合
体を調製した。但し,最後の550℃での焼成は行わな
い。
Among the synthesis catalysts of Embodiments 1 and 2, those having an alkyl chain length of n = 10,16 (FSM-20,2
8), and 0.1 mol of mesitylene added (FS
According to the production method of M-36), three kinds of powdery organic composites were prepared. However, the final firing at 550 ° C is not performed.

【0049】この有機物を含んだ状態の3種類の有機複
合体粉末を,それぞれ含水塩化アルミニウム(AlCl
3 ・6H2 O)を溶解させた水溶液に分散させた。塩化
アルミニウムを溶解させる水の量は,有機複合体が十分
浸る程度の量とした。このときの含水塩化アルミニウム
は,有機複合体の中に最終的に4重量%のAl2 3
導入されるように添加した。即ち,含水塩化アルミニウ
ムの添加量は,有機複合体中のSiO2 重量(W<Si
2 >)に対し,下記の式(1)で求めるAl2 3
重量(W<Al2 3 >)を,アルミニウム(Al)で
同モルの含水塩化アルミニウムに換算した重量を用い
る。尚,有機複合体中のSiO2の比率は,有機複合体
を700℃で焼成した後の重量残存率から求めた。
The three kinds of organic composite powders containing the organic substance are respectively hydrated aluminum chloride (AlCl
3 · 6H 2 O) was dispersed in an aqueous solution having dissolved therein. The amount of water that dissolves aluminum chloride was set so that the organic complex was sufficiently immersed. The hydrous aluminum chloride at this time was added so that 4% by weight of Al 2 O 3 was finally introduced into the organic composite. That is, the addition amount of hydrous aluminum chloride is the weight of SiO 2 (W <Si
For O 2 >), the weight of Al 2 O 3 (W <Al 2 O 3 >) calculated by the following equation (1) is converted to aluminum (Al) to have the same mole of hydrous aluminum chloride. The ratio of SiO 2 in the organic composite was obtained from the weight residual ratio after firing the organic composite at 700 ° C.

【0050】 W<Al2 3 >÷(W<SiO2 >+W<Al2 3 >)=0.04・・・ 式(1)W <Al 2 O 3 > ÷ (W <SiO 2 > + W <Al 2 O 3 >) = 0.04 (1)

【0051】この有機複合体の塩化アルミニウム水溶液
の分散液を,室温で5時間マグネチックスターラーによ
り攪拌した。その後,100℃程度まで加熱することに
より,水分を蒸発させ,完全に乾燥させた。得られた粉
末を,700℃,空気中で6時間焼成した。これによ
り,Al2 3 を4重量%含む,SiO2 ─Al2 3
組成の3種類の多孔体,即ちポルフィリンの合成用触媒
を得た。そして,アルキル鎖長がn=10と16のアル
キルトリメチルアンモニウムを用いて製造したAlを含
む多孔体を,Al−FSM−20,28とした。また,
メシチレンを0.1モル添加して製造したAlを含む多
孔体を,Al−FSM−34とした。
A dispersion of this organic composite in an aqueous solution of aluminum chloride was stirred with a magnetic stirrer at room temperature for 5 hours. After that, by heating up to about 100 ° C., water was evaporated and completely dried. The obtained powder was calcined in air at 700 ° C. for 6 hours. Thus, including Al 2 O 3 4 wt%, SiO 2 ─Al 2 O 3
Three types of porous materials having different compositions, that is, catalysts for synthesizing porphyrin were obtained. A porous body containing Al produced by using alkyltrimethylammonium having an alkyl chain length of n = 10 and 16 was designated as Al-FSM-20, 28. Also,
A porous body containing Al produced by adding 0.1 mol of mesitylene was designated as Al-FSM-34.

【0052】これらの粉末X線回折パターンは,Alを
添加せず,同一条件で製造したSiO2 組成の多孔体
(FDM−20,16,36)とほぼ同じであった。
The powder X-ray diffraction patterns were almost the same as those of the porous body (FDM-20, 16, 36) of SiO 2 composition produced under the same conditions without adding Al.

【0053】実施形態例6 本例においては,ポルフィリンの合成用触媒の細孔特性
について評価した。合成用触媒としては,実施形態例5
で製造したAl−FSM−20,28,34を用いた。
Embodiment 6 In this example, the pore characteristics of the porphyrin synthesis catalyst were evaluated. As a synthesis catalyst, Embodiment 5 is used.
The Al-FSM-20, 28, 34 manufactured in 1. was used.

【0054】評価に際し,これらの合成用触媒の窒素吸
着等温線を実施形態例4と同じ方法で求め,その窒素吸
着等温線からCranston−Inclay法を用い
て,細孔径分布曲線及び合成用触媒の比表面積の細孔直
径に対する積分曲線をもとめた。尚,この積分曲線は,
細孔直径が30nmを基準として,そこから細孔直径を
下げながら比表面積を積分してプロットしたものであ
る。図5〜図7は,Al−FSM−20,28,34の
比表面積及び細孔の特性を示す図である。図5〜図7の
上段には,それらの比表面積の積分曲線を,下段にはそ
れらの細孔径分布曲線を示した。
In the evaluation, the nitrogen adsorption isotherms of these synthesis catalysts were obtained by the same method as in Embodiment 4, and the pore size distribution curve and the synthesis catalysts of the catalysts for synthesis were determined from the nitrogen adsorption isotherm by using the Cranston-Inclay method. An integral curve of the specific surface area to the pore diameter was obtained. In addition, this integral curve is
With the pore diameter of 30 nm as a reference, the specific surface area was integrated and plotted while decreasing the pore diameter from there. 5 to 7 are graphs showing the characteristics of the specific surface area and pores of Al-FSM-20, 28, and 34. The upper part of FIGS. 5 to 7 shows the integral curves of their specific surface areas, and the lower part shows their pore size distribution curves.

【0055】これらの図より,細孔径分布曲線から,そ
れぞれの中心細孔直径を求め,中心細孔直径の±40%
の細孔範囲を計算して,その範囲を±40%細孔範囲と
して表2に示した。また,合成用触媒の全表面積に対す
る,中心細孔直径の±40%範囲にある合成用触媒の比
表面積の比率を,上記の比表面積の積分曲線から求め,
±40%細孔率として表2に示した。
From these figures, the diameter of each central pore is determined from the pore diameter distribution curve, and is ± 40% of the diameter of the central pore.
The pore range was calculated, and the range is shown in Table 2 as a ± 40% pore range. Further, the ratio of the specific surface area of the synthetic catalyst in the range of ± 40% of the central pore diameter to the total surface area of the synthetic catalyst is determined from the above-mentioned integral surface area curve,
The results are shown in Table 2 as ± 40% porosity.

【0056】同表より,本発明の合成用触媒の中心細孔
直径は,Al−FSM−20が2.0nm,Al−FS
M−28が2.8nm,Al−FSM−34が3.4n
mと,中心細孔直径の±40%の範囲に65〜89%の
細孔が存在していたことがわかる。
From the table, the central pore diameter of the synthesis catalyst of the present invention is 2.0 nm for Al-FSM-20 and Al-FS.
M-28 is 2.8 nm, Al-FSM-34 is 3.4 n
It can be seen that 65 to 89% of the pores were present in the range of m and ± 40% of the central pore diameter.

【0057】一方,比較例の合成用触媒として,酸処理
をしたモンモリロナイトK・10(アルドリッチ社製)
の細孔特性を,上記と同様に求めた。その結果を,上記
と同様に図8及び表2に示した。その結果から,比較例
は,中心細孔直径の±40%の範囲には,55%の細孔
しか存在していなかった。
On the other hand, as a synthetic catalyst of Comparative Example, acid-treated montmorillonite K.10 (manufactured by Aldrich)
The pore characteristics of were determined in the same manner as above. The results are shown in FIG. 8 and Table 2 as in the above. From the results, in Comparative Example, only 55% of the pores were present in the range of ± 40% of the central pore diameter.

【0058】[0058]

【表2】 [Table 2]

【0059】実施形態例7 本例においては,合成用触媒を用いて,ポルフィリンの
一種であるメソテトラフェニルポルフィリン(以下,T
PPともいう。)を合成する方法について説明する。
Embodiment 7 In this example, mesotetraphenylporphyrin (hereinafter referred to as T), which is a kind of porphyrin, was used with a catalyst for synthesis.
Also called PP. ) Will be described.

【0060】先ず,200ml容量のナス型フラスコに
1.0gのSiO2 ─Al2 3 組成の上記の合成用触
媒(Al−FSM−28)を計り取り,120℃,0.
5mmHg以下で,3時間乾燥させた後,アルゴン置換
を行った。次に,アルゴン雰囲気下において,CH2
2 95ml(モレキュラーシーブ4Aを加えて脱水し
たもの)を加えた。
First, 1.0 g of the above-mentioned synthesis catalyst (Al-FSM-28) having a composition of SiO 2 --Al 2 O 3 was weighed and put in a 200 ml eggplant-shaped flask and kept at 120 ° C., 0.
After drying at 5 mmHg or less for 3 hours, argon replacement was performed. Next, in an argon atmosphere, CH 2 C
95 ml of 1 2 (which was dehydrated by adding molecular sieve 4A) was added.

【0061】次に,ベンズアルデヒド(C6 5 CH
O,1mmol)のCH2 Cl2 溶液を5ml加えた
後,ピロール1mmolをシリンジで加え,室温で攪拌
した。反応終了をTLC及びGCで確認した後,p−ク
ロラニル0.75mmolを加えて,45〜50℃のオ
イルバスを用いて穏やかに加熱還流した。1時間後,セ
ライトで吸引濾過して,Al−FSM−28を取り除い
た。
Next, benzaldehyde (C 6 H 5 CH
After adding 5 ml of a CH 2 Cl 2 solution of O, 1 mmol), 1 mmol of pyrrole was added with a syringe, and the mixture was stirred at room temperature. After confirming the completion of the reaction by TLC and GC, 0.75 mmol of p-chloranil was added, and the mixture was gently heated to reflux using an oil bath at 45 to 50 ° C. After 1 hour, Al-FSM-28 was removed by suction filtration through Celite.

【0062】濾液を濃縮した後,Florisil(フ
ロリジル)0.2gに担持し,ショートカラム(アルミ
ナ100g,activity II〜III)によっ
て粗精製を行った。得られた粗ポルフィリンを再度ショ
ートカラム(アルミナ100g,activity I
I〜III)によって精製し,TPPを単離した。
After the filtrate was concentrated, it was supported on 0.2 g of Florisil (florisil), and roughly purified by a short column (100 g of alumina, activity II to III). The obtained crude porphyrin was again subjected to a short column (alumina 100 g, activity I).
I-III) and the TPP was isolated.

【0063】単離したTPPの結晶を80℃,0.5m
mHg以下,6時間乾燥後,結晶重量を測定して,TP
P収率を求めた。また,上記のAl−FSM−28の代
わりに,Al−FSM−20又はAl−FSM−34を
用いて,上記の反応を同一条件で行った。
The isolated TPP crystal was heated at 80 ° C. for 0.5 m.
After drying under mHg for 6 hours, measure the crystal weight and
The P yield was determined. Also, instead of Al-FSM-28 described above, Al-FSM-20 or Al-FSM-34 was used and the above reaction was carried out under the same conditions.

【0064】一方,比較例の合成用触媒として,固体酸
触媒である酸処理したモンモリロナイトK・10(アル
ドリッチ社製),並びに固体酸触媒の代わりに均一系触
媒であるBF3 ・OEt2 (0.1mmol,10
-3M),及びCF3 CO2 H(0.5mmol,5×1
-3M)のCH2 Cl2 溶液を用い,上記の反応を同一
条件で行った。尚,酸処理モンモリロナイトK・10に
ついては,p−クロラニル添加後の反応を2時間行い,
その他の合成用触媒については1時間行った。その結果
を表3に示した。
On the other hand, as the synthesis catalyst of the comparative example, an acid-treated montmorillonite K.10 (manufactured by Aldrich Co.) which is a solid acid catalyst, and BF 3 .OEt 2 (0) which is a homogeneous catalyst instead of the solid acid catalyst. .1 mmol, 10
-3 M), and CF 3 CO 2 H (0.5 mmol, 5 × 1
The above reaction was carried out under the same conditions using a CH 2 Cl 2 solution of 0 −3 M). For acid-treated montmorillonite K.10, the reaction after addition of p-chloranil was carried out for 2 hours,
The other synthesis catalysts were run for 1 hour. Table 3 shows the results.

【0065】同表より知られるように,中心細孔直径
2.8nmの本発明の合成用触媒(Al−FSM−2
8)が,固体酸触媒の中では,最も高いTPP収率を示
した。
As is known from the table, the synthesis catalyst (Al-FSM-2) of the present invention having a central pore diameter of 2.8 nm.
8) showed the highest TPP yield among the solid acid catalysts.

【0066】[0066]

【表3】 [Table 3]

【0067】実施形態例8 本例においては,合成用触媒存在下において,ベンズア
ルデヒドの代わりに図9に示す一般式の芳香族アルデヒ
ドをピロールと反応させ,メソテトラアリールポルフィ
リン(以下,TAPという。)を合成した。上記の芳香
族アルデヒドは,2─メチルベンズアルデヒド,4─メ
チルベンズアルデヒド,2─メトキシベンズアルデヒド
であり,それぞれ化合物,,とした。尚,図9の
芳香族アルデヒドの一般式の中のXは,表4に示した。
Embodiment 8 In this example, an aromatic aldehyde of the general formula shown in FIG. 9 is reacted with pyrrole in the presence of a catalyst for synthesis in place of benzaldehyde, and mesotetraarylporphyrin (hereinafter referred to as TAP). Was synthesized. The above-mentioned aromatic aldehydes are 2-methylbenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, and 2-methoxybenzaldehyde, which are compounds, respectively. X in the general formula of the aromatic aldehyde in FIG. 9 is shown in Table 4.

【0068】合成用触媒としては,実施形態例7の合成
用触媒であるAl−FSM−28を用いた。一方,比較
例の合成用触媒として,固体酸触媒である酸処理モンモ
リロナイトK・10(アルドリッチ社製),並びに固体
酸触媒の代わりに均一系触媒であるBF3 ・OEt2
びCF3 CO2 Hを用いて,同様の反応を行った。上記
合成用触媒を用いてTAPを合成したときのTAP収率
を.表4に示した。
As the synthesis catalyst, Al-FSM-28 which is the synthesis catalyst of Example 7 was used. On the other hand, as for the synthesis catalyst of Comparative Example, a solid acid catalyst acid treated montmorillonite K · 10 (Aldrich), as well as homogeneous catalysts in place of the solid acid catalyst BF 3 · OEt 2 and CF 3 CO 2 H Was used to carry out the same reaction. What is the TAP yield when TAP was synthesized using the above-mentioned catalyst for synthesis. The results are shown in Table 4.

【0069】その結果,本発明に係るAl−FSM−2
8は,比較例の酸処理モンモリロナイトK・10に対
し,すべての芳香族アルデヒドについて,TAP収率が
上回った。更に,Al−FSM−28は,4─メチルベ
ンズアルデヒド及び2─メトキシベンズアルデヒド(化
合物,)については,均一系触媒であるBF3 ・O
Et2 及びCF3 CO2 HのTAP収率をも上回った。
As a result, Al-FSM-2 according to the present invention
In No. 8, the TAP yields of all aromatic aldehydes were higher than those of the acid-treated montmorillonite K.10 of Comparative Example. Further, Al-FSM-28 is a homogeneous catalyst BF 3 · O for 4-methylbenzaldehyde and 2-methoxybenzaldehyde (compound).
The TAP yields of Et 2 and CF 3 CO 2 H were also exceeded.

【0070】[0070]

【表4】 [Table 4]

【0071】実施形態例9 本例においては,TPP合成反応終了後,取り除いた合
成用触媒を500℃,3時間空気中で焼成して再生し,
再度同様の合成反応を行った。合成用触媒としては,本
発明に係るAl−FSM−28,比較例の酸処理モンモ
リロナイトK・10を用いた。同一触媒で再生処理を合
計5回行った場合の,TPP収率の変化をプロットし
た。その結果を図10に示した。同図より,酸処理モン
モリロナイトK・10が1回の再生処理で,TPP収率
が0になったのに対し,本発明の合成用触媒は,5回の
再生処理を行った後でも,全くTPP収率の減少は見ら
れなかった。
Embodiment 9 In this example, after completion of the TPP synthesis reaction, the removed synthesis catalyst was regenerated by calcining in air at 500 ° C. for 3 hours,
The same synthetic reaction was performed again. As the synthesis catalyst, Al-FSM-28 according to the present invention and the acid-treated montmorillonite K.10 of Comparative Example were used. The change in the TPP yield was plotted when the regeneration treatment was performed 5 times in total with the same catalyst. The results are shown in Fig. 10. From the figure, the acid-treated montmorillonite K.10 had a TPP yield of 0 after one regeneration treatment, whereas the catalyst for synthesis of the present invention showed no TPP yield even after five regeneration treatments. No decrease in TPP yield was observed.

【0072】以上のように,本発明のポルフィリンの合
成用触媒によれば,環状のポルフィン核を有するポルフ
ィリンを高収率で合成することができる。更に,ポルフ
ィン核を有するポルフィリンであれば,その種類を問わ
ず,高収率で得ることが出来る。
As described above, according to the porphyrin synthesis catalyst of the present invention, a porphyrin having a cyclic porphine nucleus can be synthesized in high yield. Furthermore, porphyrins having a porphine nucleus can be obtained in high yield regardless of the type.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明によれば,ポルフィリンの収率が
高く,且つ繰り返し使用することができる,ポルフィリ
ンの合成用触媒を提供することができる。
Industrial Applicability According to the present invention, it is possible to provide a porphyrin synthesis catalyst which has a high yield of porphyrin and can be repeatedly used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施形態例3において,ポルフィリンの合成用
触媒であるFSM−13,20,23,24,28,3
2,36,47の粉末X線回折パターンを示す特性図。
FIG. 1 is a catalyst for porphyrin synthesis in Example 3 of FSM-13, 20, 23, 24, 28, 3;
The characteristic view which shows the powder X-ray-diffraction pattern of 2,36,47.

【図2】実施形態例3において,ポルフィリンの合成用
触媒であるFSM−28の結晶構造を示す透過型電子顕
微鏡写真。
FIG. 2 is a transmission electron micrograph showing a crystal structure of FSM-28 which is a catalyst for porphyrin synthesis in Embodiment 3.

【図3】実施形態例4において,ポルフィリンの合成用
触媒であるFSM−13,20,23,24,28,3
2,36,47の窒素吸着等温線を示す特性図。
FIG. 3 shows FSM-13, 20, 23, 24, 28, 3 which is a catalyst for porphyrin synthesis in Embodiment 4.
The characteristic diagram which shows the nitrogen adsorption isotherm of 2,36,47.

【図4】実施形態例4において,ポルフィリンの合成用
触媒であるFSM−13,20,23,24,28,3
2,36,47の細孔径分布曲線を示す特性図。
FIG. 4 shows FSM-13, 20, 23, 24, 28, 3 which is a catalyst for porphyrin synthesis in Embodiment 4.
The characteristic view which shows the pore diameter distribution curve of 2,36,47.

【図5】実施形態例6において,ポルフィリンの合成用
触媒であるAl−FSM−20の比表面積の積分曲線
(上段)及び細孔径分布曲線(下段)を示す特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing an integral curve (upper part) and a pore size distribution curve (lower part) of a specific surface area of Al-FSM-20 which is a catalyst for porphyrin synthesis in Embodiment 6.

【図6】実施形態例6において,ポルフィリンの合成用
触媒であるAl−FSM−28の比表面積の積分曲線
(上段)及び細孔径分布曲線(下段)を示す特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an integral curve (upper part) and a pore size distribution curve (lower part) of a specific surface area of Al-FSM-28 which is a catalyst for porphyrin synthesis in Embodiment 6.

【図7】実施形態例6において,ポルフィリンの合成用
触媒であるAl−FSM−34の比表面積の積分曲線
(上段)及び細孔径分布曲線(下段)を示す特性図。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing an integral curve (upper part) and a pore size distribution curve (lower part) of the specific surface area of Al-FSM-34 which is the catalyst for porphyrin synthesis in Embodiment 6.

【図8】実施形態例6において,比較例のポルフィリン
の合成用触媒である酸処理モンモリロナイトK・10の
比表面積の積分曲線(上段)及び細孔径分布曲線(下
段)を示す特性図。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing an integral curve (upper part) and a pore size distribution curve (lower part) of the specific surface area of the acid-treated montmorillonite K · 10 which is the catalyst for synthesizing porphyrin of Comparative Example in Embodiment 6.

【図9】実施形態例8において,芳香族アルデヒドとピ
ロールとを,合成用触媒存在下で反応させTAP(メソ
テトラアリールポルフィリン)を合成する,反応式を示
す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a reaction formula for synthesizing TAP (mesotetraarylporphyrin) by reacting an aromatic aldehyde and pyrrole in the presence of a synthesis catalyst in Embodiment 8.

【図10】実施形態例9において,本発明に係るAl−
FSM−28及び比較例の酸処理モンモリロナイトK・
10を再使用した場合のTPP収率の変化を示す特性
図。
FIG. 10 shows an Al- according to the present invention in Embodiment 9;
FSM-28 and acid-treated montmorillonite K of Comparative Example
The characteristic view which shows the change of the TPP yield when 10 is reused.

フロントページの続き (72)発明者 稲垣 伸二 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 福嶋 喜章 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 尾中 篤 東京都調布市小島町3丁目51番2号 (72)発明者 篠田 智隆 三重県桑名市新地183番地 (72)発明者 泉 有亮 愛知県名古屋市天白区原四丁目907番地 (72)発明者 佐藤 洋 大阪府高槻市塚原2丁目10番1号 住友化 学工業株式会社内Front page continued (72) Inventor Shinji Inagaki Aichi Prefecture Nagakute-cho, Aichi-gun, Nagacho, Yokocho 1 41 of Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Kisho Fukushima Aichi-gun, Nagakute-cho, Nagakage, Yokomichi 41 Address 1 Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Atsushi Onaka 3-51-2 Kojima-cho, Chofu-shi, Tokyo (72) Inventor Tomotaka Shinoda 183 Shinchi, Kuwana-shi, Mie (72) Izumi Izumi Yuryu 4-907 Hara, Tenshiro-ku, Nagoya-shi, Aichi (72) Inventor Hiroshi Sato 2-10-1 Tsukahara, Takatsuki-shi, Osaka Sumitomo Chemical Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多数の細孔を有する多孔体より構成され
ている,ポルフィリンを合成するための触媒であって,
上記細孔は,細孔径分布曲線における最大のピークを示
す細孔直径が1〜10nmの範囲内にあり,且つ該細孔
の60%以上が,上記細孔径分布曲線における最大のピ
ークを示す細孔直径の±40%の範囲内にある直径を有
することを特徴とするポルフィリンの合成用触媒。
1. A catalyst for synthesizing porphyrin, which comprises a porous body having a large number of pores,
The pores have pore diameters in which the maximum peak in the pore diameter distribution curve is in the range of 1 to 10 nm, and 60% or more of the pores have fine peaks in the pore diameter distribution curve. A catalyst for the synthesis of porphyrins, which has a diameter within the range of ± 40% of the pore diameter.
【請求項2】 請求項1において,上記多孔体は,金属
酸化物よりなることを特徴とするポルフィリンの合成用
触媒。
2. The catalyst for synthesizing porphyrin according to claim 1, wherein the porous body is made of a metal oxide.
【請求項3】 請求項2において,上記金属酸化物より
なる多孔体は,Siの酸化物であり,結晶性の三次元構
造体より構成されていることを特徴とするポルフィリン
の合成用触媒。
3. The catalyst for synthesizing porphyrin according to claim 2, wherein the porous body made of the metal oxide is an oxide of Si and is composed of a crystalline three-dimensional structure.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項において,
上記多孔体には,更にアルミニウムが導入されているこ
とを特徴とするポルフィリンの合成用触媒。
4. The method according to claim 1, wherein
A catalyst for porphyrin synthesis, wherein aluminum is further introduced into the porous body.
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