JPH10251188A - 固定化金属触媒を用いるカルボニル系化合物の製造法 - Google Patents
固定化金属触媒を用いるカルボニル系化合物の製造法Info
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- JPH10251188A JPH10251188A JP9061381A JP6138197A JPH10251188A JP H10251188 A JPH10251188 A JP H10251188A JP 9061381 A JP9061381 A JP 9061381A JP 6138197 A JP6138197 A JP 6138197A JP H10251188 A JPH10251188 A JP H10251188A
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
Abstract
−不飽和アルコール系化合物及びベンジルアルコール系
化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコ
ール類を液相酸化してカルボニル系化合物を製造する方
法において、該触媒が、遷移金属固定化3元系金属水酸
化物であることを特徴とする方法。
Description
物の製造方法及び該方法に使用する触媒に関する。本発
明によれば、α,β−不飽和カルボニル系化合物または
芳香族カルボニル系化合物が得られ、かかるカルボニル
系化合物は、香料、医薬品などの種々の工業薬品やその
合成中間体などに利用できる。
化合物または芳香族カルボニル系化合物の製造法として
は、例えばアリルアルコール系化合物またはベンジルア
ルコール系化合物を活性二酸化マンガンにより酸化する
方法が古くから知られている。しかし、二酸化マンガン
は製造法によって活性が一定でなく、しかも多量に使用
しなければならない上に反応が遅いという欠点をもって
いる。他にもPCC類縁体であるクロム錯体も有効であ
ることが報告されているが、収率が低く、毒性のある重
金属を酸化剤として用いるため、その取扱性に問題があ
り、現在では工業的には勿論実験室レベルでもこのよう
な反応は用いられなくなってきている。
抜いてカルボニル系化合物を製造する酸化脱水素反応
を、α,β−不飽和アルコール系化合物またはベンジル
アルコール系化合物に応用して、α,β−不飽和カルボ
ニル系化合物または芳香族カルボニル系化合物を製造す
ることも考えられる。
カルボニル系化合物を製造する方法としては、銅触媒、
亜鉛触媒などを充填した反応器の中を、高温で水蒸気と
ともに気化させたアルコール系化合物を流通させて酸化
脱水素反応する方法が知られている(例えば、特開昭5
1−16643号公報、特開昭51−13748号公
報)。
反応条件下にて行う必要があり、α,β−不飽和アルコ
ール系化合物やベンジルアルコール系化合物のようにヒ
ドロキシ基が結合する炭素原子に隣接する炭素原子が不
飽和結合または芳香環を構成する構造を有するものに応
用した場合には、分解副反応が多く効率的な反応とはい
えない。また、液相にてルテニウムを触媒とし、次亜塩
素酸を滴下してアルコール系化合物を酸化脱水素反応す
る方法が開示されている(例えば、特開昭64−508
36号公報、特開昭63−174946号公報、特開昭
63−145248号公報、特開昭63−130552
号公報、特開昭62−265244号公報、特開昭56
−22758号公報)。しかし、このような液相反応で
は高価で不安定な次亜塩素酸を用いる必要がある。
剤を用いることなく、安全にかつ温和な反応条件でα,
β−不飽和アルコール系化合物またはベンジルアルコー
ル系化合物より、α,β−不飽和カルボニル系化合物ま
たは芳香族カルボニル系化合物を製造する方法及び該方
法に使用する触媒を提供することを目的とする。
技術の課題を解決すべく、α,β−不飽和アルコール系
化合物またはベンジルアルコール系化合物を、酸化脱水
素反応して当該アルコール系化合物のヒドロキシ基をカ
ルボニル化するための触媒について鋭意研究を重ねた。
その結果、遷移金属固定化3元系金属水酸化物が、高価
な酸化剤を用いることなく、安全かつ温和な反応条件で
前記アルコール化合物を酸化脱水素反応する触媒として
高活性を有すること、また、遷移金属固定化3元系金属
水酸化物を用いれば、前記アルコール化合物から酸化脱
水素反応により、当該アルコール系化合物がカルボニル
化されたカルボニル系化合物が得られることを見出し、
本発明を完成するに至った。
下にα,β−不飽和アルコール系化合物またはベンジル
アルコール系化合物を液相酸化して、当該アルコール系
化合物がカルボニル化されたカルボニル系化合物を製造
する方法において、該触媒が、遷移金属固定化3元系金
属水酸化物であることを特徴とするカルボニル系化合物
の製造法に関する。
α,β−不飽和アルコール系化合物としては、−C=C
−C(OH)−の構造を有する脂肪族の1級または2級
アルコールである限り特に限定されないが、例えばシン
ナミルアルコール、2−ヘキセン−1−オール、2,4
−ヘキサジエン−1−オール、ミルテノール、ペリリル
アルコール等が挙げられる。ベンジルアルコール系化合
物としては、ベンジル位に水酸基を有する1級または2
級の芳香族化合物であれば特に限定されないが、例えば
ベンジルアルコール、ピペロニルアルコール、ベンズヒ
ドロール等のヘテロ原子を有していてもよく、かつ、置
換基を1〜5個、好ましくは1〜3個、より好ましくは
1〜2個、特に1個有していてもよいベンジルアルコー
ル系化合物が挙げられる。
属水酸化物触媒は、例えば下記式(1): 〔(M2+)a(M3+)b(Mt m+)c(OH-)2〕y(An-)y/n (1) 〔式中、M2+は2価金属イオン、M3+は3価金属イオ
ン、Mtはm価の遷移金属イオン、An-はn価アニオ
ン、nは1〜3の整数、mは1〜6の整数、0<a≦
0.67、0<b≦0.33、0<c<0.33、b+
c<a、a+b+c=1、y=2a+3b+mc−2を
各々示す。M2+とM3+のいずれか一方は遷移金属イオン
であってもよいが、M2+とM3+はいずれもMtとは異な
る。ただし、M2+がMg2+、M3+がAl3+のとき、b≦
0.5である。〕で表される触媒が挙げられる。
整数である。
系金属水酸化物触媒は、一般式(A): 〔(M2+)1-X(M3+)X(OH-)2〕(An-)X/n (A) 〔式中、M2+、M3+、An-、nは、前記に同じ。Xは0〜
0.33を示す。〕で表される公知のハイドロタルサイ
トを、可溶性の遷移金属化合物(遷移金属の塩化物等の
ハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、並びに遷移
金属オキソ酸のアルカリ金属塩など)の溶液に、例えば
1時間程度撹拌下に浸漬し、乾燥して得ることができ
る、ハイドロタルサイトに可溶性の遷移金属化合物を吸
着ないし担持して固定化した3元系金属水酸化物触媒が
挙げられる。
3元系金属水酸化物触媒は、一般式(A): 〔(M2+)1-X(M3+)X(OH-)2〕(An-)X/n (A) 〔式中、M2+、M3+、An-、n、Xは、前記に同じ。〕で
表される公知のハイドロタルサイトを、例えば500℃
程度で3時間程度焼成し、焼成物を遷移金属オキソ酸の
アルカリ金属塩の水溶液に浸漬し、室温で5時間程度撹
拌し、濾過、水洗、乾燥して、An-で表されるイオンの
一部を遷移金属オキソ酸イオンに置換することにより遷
移金属を固定化した3元系金属水酸化物触媒が挙げられ
る。
O4 -、Cr2O7 2-、MoO4 -、バナジン酸イオン、Ru
O4 2-、FeO4 2-等が挙げられる。
Mg2+、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等が
挙げられ、好ましくはMg2+、Ca2+が挙げられる。M
3+で表される3価金属イオンとしては、Al3+、F
e3+、Cr3+等が挙げられ、好ましくはAl3+、F
e3+、より好ましくはAl3+が挙げられる。An-で表さ
れるn価アニオンとしては、例えば、OH-、Cl-,N
O2 -,NO3 -,CO3 2-,SO4 2-、PO4 2-、Fe(C
N)6 3-、酢酸イオン、サリチル酸イオン、シュウ酸イ
オン、クエン酸イオン等が挙げられる。nは1、2また
は3、好ましくは1または2を示す。また、上記式
(1)中のXを満足しない3元系金属酸化物も例外的に
存在し、例えば〔Mg2+ 0.5Al3+ (0.5-c)(Mt 3+)c(OH)2〕2+
(CO3)2-、が挙げられる。これら3元系金属水酸化物及
びその類似化合物のうちMg-Al-CO3系およびMg-Al-Cl系
のものが最も代表的であり、入手が容易である。
遷移金属としては、特に制限なく各種公知のものを使用
できる。遷移金属イオンの具体例としては、例えばCu
2+、Ni2+、Ni3+、Rh3+、Co2+、Co3+、M
n2+、Cr3+、V5+、Ru2+、Ru3+、Ag+、C
e4+、Sm3+、Eu3+、Pr3+、Pd2+、Fe2+、Fe
3+、Mn2+、Mo3+、Mo4+、Mo5+、Mo6+等が挙げ
られる。好ましい遷移金属としては、Ru3+、Pd2+、
Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Mn2+、Mo3+、M
o4+、Mo5+、Mo6+が挙げられる。
金属イオン塩、3価金属イオン塩とともにm価の可溶性
遷移金属化合物を溶液中で混合し、アルカリを加えて沈
殿させる等の常法により得ることができる。
3元系金属水酸化物を用いてもよいが、好ましくは担体
に固定化した触媒が好ましい。
繊維及びナイロン等の合成繊維からなる織布、不織布、
フィルムシートなどが挙げられる。
媒の使用量は、原料であるアルコール系化合物ないしベ
ンジルアルコール系化合物に対し通常は50〜200重
量%程度、好ましくは100〜120重量%程度であ
る。触媒が少なすぎる場合には、触媒効果が低下し、十
分な反応速度が得られないことになり、触媒量が多すぎ
ると触媒費用や触媒分離作業の点で不利になる。
に反応させる必要はないが、収率の点から以下のような
溶媒系で行うのが好ましい。該溶媒としては、アセトニ
トリル、プロピオノニトリル、ブチロニトリルなどの炭
素数1〜6の低級アルキルニトリル、ジクロロメタン、
トリクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタ
ン、ジクロロプロパン、ジクロロブタン、トリクロロプ
ロパン、トリクロロブタン、テトラクロロプロパン、テ
トラクロロブタン、四塩化炭素、ヘキサクロロエタン、
オクタクロロプロパン等の炭素数1〜5のハロゲン化炭
素、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソ
プロパノール、n−ブタノールなどの本発明の液相酸化
に関与しないアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、
酢酸イソブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エ
チル、プロピオン酸イソブチル等のエステル類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソブチル
ベンゼン、テトラリンなどの芳香族炭化水素が例示さ
れ、これらは単独でまたは2種以上を混合して使用でき
る。好ましい溶媒は、芳香族炭化水素であり、特にトル
エンである。 溶媒は、適当な量を用いればよく、溶媒
使用量は当業者により容易に決定される。
の酸素を利用することもでき、酸素ボンベなどにより高
濃度の酸素を供給してもよい。酸素の供給方法は、特に
限定されないが、例えば反応系の気相に酸素流を流した
り、液相に直接空気または酸素をバブリングすればよ
い。酸素供給量は、好ましくは単位容積単位時間当たり
1〜50ml/分程度、好ましくは5〜15ml/分程
度である。
加圧下に行ってもよい。反応温度は、通常40〜100
℃程度、好ましくは60〜80℃程度である。また、反
応時間は、原料アルコールの種類や反応温度により異な
るが、通常8〜24時間程度である。
3元系金属水酸化物は固体であり、反応後、濾過により
反応系から容易に分離が可能である。また、回収した遷
移金属固定化3元系金属水酸化物は、回収後溶媒により
洗浄することで再利用が可能である。
族アルコール類からカルボニル系化合物を高収率で製造
できる。また、本発明では遷移金属固定化3元系金属水
酸化物を使用しているため、毒性がなく、触媒の分離や
廃棄操作が容易になる等の効果を有する。
り詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。
(0.33mol)、三塩化ルテニウム(0.175m
ol)を秤量し、マイヤーに入れ、脱イオン水約100
mlに溶かし、(溶液A)を調製した。
3mol)、水酸化ナトリウム(3.5mol)の50
%水溶液を秤量し、脱イオン水約100mlに溶かし、三
口フラスコに移して撹拌機で激しく撹拌し無色透明の
(溶液B)を得た。
トを用いて室温でゆっくり滴下する。滴下終了後、混合
溶液を65℃で18時間撹拌した。該溶液を濾過後、蒸
留水で洗浄し、110℃で一晩乾燥した。得られたルテ
ニウム固定化3元系金属水酸化物の結晶構造は、X線回
折測定にて確認を行った。
ーバー、ルテニウム固定化3元系金属水酸化物、シンナ
ミルアルコール0.268g(2mmol)を入れる。
2〜3分間酸素を流通させ反応器内を酸素で置換後、ト
ルエン5mlを加える。すぐに60℃のオイルバスで加熱
して5時間反応させる。反応終了後、内部標準(ジフェ
ニル)を加えてから濾過によりルテニウム固定化3元系
金属水酸化物を取り除く。得られた溶液をガスクロマト
グラフィーで分析した結果、α,β−不飽和アルデヒド
であるシンナムアルデヒドが得られた。転化率、選択率
を表1に示す。なお、選択率とは、原料より転化生成し
たもののうちの目的生成物の占める割合をいう。
すように変えた他は実施例2と同様にしてアルコールの
酸化反応を行った。各触媒は、各金属の塩化物を用い、
実施例1と同様にして製造した。結果を表1に示す。
あり、3価金属イオンはAl3+であり、遷移金属イオン
は、Ru3+である。また、Mg2+:Al3+:Ru3+=
6:3:1である。また、比較例3でMg2+:Al3+=
3:1である。n価のアニオンがCO3 2-である触媒
は、リン酸二水素ナトリウムに代えて炭酸ナトリウムを
用い、実施例1と同様にして反応させて得た。
る公知のハイドロタルサイトを、三塩化ルテニウム水溶
液に浸漬し、室温で1時間撹拌した。ハイドロタルサイ
トを濾過し、80℃で一晩乾燥することにより、Ru3+
を担持した本発明の触媒を得た。得られた触媒を実施例
1で得られた触媒に代えた以外は実施例2と同様にして
反応させると、高い転化率及び選択率でシンナムアルデ
ヒドを得ることができる。
る公知のハイドロタルサイトを、500℃で3時間焼成
し、焼成物をK2RuO4の水溶液に浸漬し、室温で5時
間程度撹拌し、濾過、水洗、乾燥して、CO3 2-イオン
の一部がRuO4 2-で置換され、固定化された本発明の
触媒を得た。得られた触媒を実施例1で得られた触媒に
代えた以外は実施例2と同様にして反応させると、高い
転化率及び選択率でシンナムアルデヒドを得ることがで
きる。
Claims (3)
- 【請求項1】触媒、酸素及び有機溶媒の共存下にα,β
−不飽和アルコール系化合物及びベンジルアルコール系
化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコ
ール類を液相酸化してカルボニル系化合物を製造する方
法において、該触媒が、遷移金属固定化3元系金属水酸
化物であることを特徴とする方法。 - 【請求項2】遷移金属固定化3元系金属水酸化物が、下
記式(1): 〔(M2+)a(M3+)b(Mt m+)c(OH-)2〕y(An-)y/n (1) 〔式中、M2+は2価金属イオン、M3+は3価金属イオ
ン、Mtはm価の遷移金属イオン、An-はn価アニオ
ン、nは1〜3の整数、mは1〜6の整数、0<a≦
0.67、0<b≦0.33、0<c<0.33、b+
c<a、a+b+c=1、y=2a+3b+mc−2を
各々示す。M2+とM3+のいずれか一方は遷移金属イオン
であってもよいが、M2+とM3+はいずれもMtとは異な
る。ただし、M2+がMg2+、M3+がAl3+のとき、b≦
0.5である。〕で表される請求項1記載の方法。 - 【請求項3】下記式(1): 〔(M2+)a(M3+)b(Mt m+)c(OH-)2〕y(An-)y/n (1) 〔式中、M2+は2価金属イオン、M3+は3価金属イオ
ン、Mtはm価の遷移金属イオン、An-はn価アニオ
ン、nは1〜3の整数、mは1〜6の整数、0<a≦
0.67、0<b≦0.33、0<c<0.33、b+
c<a、a+b+c=1、y=2a+3b+mc−2を
各々示す。M2+とM3+のいずれか一方は遷移金属イオン
であってもよいが、M2+とM3+はいずれもMtとは異な
る。ただし、M2+がMg2+、M3+がAl3+のとき、b≦
0.5である。〕で表される遷移金属固定化3元系金属
水酸化物からなるα,β−不飽和アルコール系化合物及
びベンジルアルコール系化合物からなる群から選ばれる
少なくとも1種のアルコール類からカルボニル系化合物
を製造するための触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06138197A JP4143773B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 固定化金属触媒を用いるカルボニル系化合物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06138197A JP4143773B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 固定化金属触媒を用いるカルボニル系化合物の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10251188A true JPH10251188A (ja) | 1998-09-22 |
JP4143773B2 JP4143773B2 (ja) | 2008-09-03 |
Family
ID=13169551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06138197A Expired - Lifetime JP4143773B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 固定化金属触媒を用いるカルボニル系化合物の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4143773B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001246262A (ja) * | 2000-03-08 | 2001-09-11 | Sanyo Chem Ind Ltd | 高選択的酸化反応用触媒 |
JP2002274852A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-25 | Asahi Kasei Corp | 金属固定化ハイドロタルサイト、及びそれを用いるアルデヒド、ケトンまたはカルボン酸の製造方法 |
US7169954B2 (en) | 2002-04-26 | 2007-01-30 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for preparing ruthenium-carrying alumina and method for oxidizing alcohol |
-
1997
- 1997-03-14 JP JP06138197A patent/JP4143773B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001246262A (ja) * | 2000-03-08 | 2001-09-11 | Sanyo Chem Ind Ltd | 高選択的酸化反応用触媒 |
JP2002274852A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-25 | Asahi Kasei Corp | 金属固定化ハイドロタルサイト、及びそれを用いるアルデヒド、ケトンまたはカルボン酸の製造方法 |
US7169954B2 (en) | 2002-04-26 | 2007-01-30 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for preparing ruthenium-carrying alumina and method for oxidizing alcohol |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4143773B2 (ja) | 2008-09-03 |
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