JPH10330291A - Production of hetero element-containing oxide compound - Google Patents

Production of hetero element-containing oxide compound

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JPH10330291A
JPH10330291A JP9138819A JP13881997A JPH10330291A JP H10330291 A JPH10330291 A JP H10330291A JP 9138819 A JP9138819 A JP 9138819A JP 13881997 A JP13881997 A JP 13881997A JP H10330291 A JPH10330291 A JP H10330291A
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JP
Japan
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hetero element
compound
catalyst
oxide
gold
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Application number
JP9138819A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Hayashi
利生 林
Masahiro Wada
正大 和田
Masaki Haruta
正毅 春田
Minoru Tsubota
年 坪田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To directly produce-a hetero element-containing oxide compound such as a hetero element-containing epoxide compound, an N-oxide compound, etc., from a corresponding hetero element-containing compound such as a hetero element-containing compound, a nitrogen-containing compound, etc., more inexpensively than a conventional method using hydrogen peroxide or a hydroperoxide as an oxidizing agent. SOLUTION: A hetero element-containing compound is partially oxidized by using a catalyst comprising gold, titanium oxide, a carrier having >=50 m<2> /g specific surface area, optionally an alkali metal and/or an alkaline earth metal in the presence of hydrogen and oxygen, for example, in a vapor phase. Preferably the carrier contains silicon oxide and/or aluminum oxide. The content of gold in the catalyst is preferably >=0.01 wt.%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘテロ元素含有不
飽和化合物や含窒素化合物等のヘテロ元素含有化合物か
ら、対応するヘテロ元素含有エポキシド化合物やN−オ
キシド化合物等のヘテロ元素含有オキシド化合物を製造
する方法に関するものである。
The present invention relates to a method for producing a hetero-element-containing oxide compound such as a hetero-element-containing epoxide compound or an N-oxide compound from a hetero-element-containing compound such as a hetero element-containing unsaturated compound or a nitrogen-containing compound. How to do it.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ヘテロ元素含有不飽和化合物
(ヘテロ元素含有化合物)を液相で酸化して、対応する
ヘテロ元素含有エポキシド化合物(ヘテロ元素含有オキ
シド化合物)を直接的に製造する方法が提案されている
が、その多くは、過酢酸等の有機過酸や、過酸化水素、
塩素化合物等の酸化剤を使用している。例えば、特公平
4−5028号公報には、過酸化水素を酸化剤として用
いたヘテロ元素含有エポキシド化合物の製造方法が開示
されている。また、例えば、J. Org. Chem., Vol.35, N
o.6, 1970, pp1839-1843には、クメンハイドロパーオキ
シド等のハイドロパーオキシド類を酸化剤として用いた
ヘテロ元素含有エポキシド化合物の製造方法が記載され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a method for directly producing a corresponding hetero element-containing epoxide compound (hetero element-containing oxide compound) by oxidizing a hetero element-containing unsaturated compound (hetero element-containing compound) in a liquid phase has been known. Although many have been proposed, most are organic peracids such as peracetic acid, hydrogen peroxide,
An oxidizing agent such as a chlorine compound is used. For example, Japanese Patent Publication No. 4-5028 discloses a method for producing a hetero element-containing epoxide compound using hydrogen peroxide as an oxidizing agent. Also, for example, J. Org. Chem., Vol. 35, N
o. 6, 1970, pp. 1839-1843, describe a method for producing a hetero element-containing epoxide compound using a hydroperoxide such as cumene hydroperoxide as an oxidizing agent.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、酸化剤として比較的高価な過酸化水素や
ハイドロパーオキシド類を用いなければならず、従っ
て、ヘテロ元素含有エポキシド化合物を安価に製造する
ことができないという問題点を有している。また、ヘテ
ロ元素含有不飽和化合物を気相で酸化してヘテロ元素含
有エポキシド化合物を製造する方法、或いは、酸化剤と
して分子状酸素を用いてヘテロ元素含有エポキシド化合
物を製造する方法については、提案がなされていない。
それゆえ、ヘテロ元素含有不飽和化合物等のヘテロ元素
含有化合物から、ヘテロ元素含有エポキシド化合物等の
ヘテロ元素含有オキシド化合物を直接的にかつ安価に製
造することができる方法が嘱望されている。
However, in the above-mentioned conventional method, relatively expensive hydrogen peroxide or hydroperoxides must be used as an oxidizing agent, so that an epoxide compound containing a hetero element can be produced at low cost. There is a problem that cannot be done. In addition, a method for producing a hetero element-containing epoxide compound by oxidizing a hetero element-containing unsaturated compound in a gas phase, or a method for producing a hetero element-containing epoxide compound using molecular oxygen as an oxidizing agent has been proposed. Not done.
Therefore, a method for directly and inexpensively producing a hetero element-containing oxide compound such as a hetero element-containing epoxide compound from a hetero element-containing compound such as a hetero element-containing unsaturated compound has been desired.

【0004】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、ヘテロ元素含有化合物から
ヘテロ元素含有オキシド化合物を直接的にかつ安価に製
造することができる方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a method for directly and inexpensively producing a hetero element-containing oxide compound from a hetero element-containing compound. It is in.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、ヘテロ
元素含有不飽和化合物や含窒素化合物等のヘテロ元素含
有化合物から、対応するヘテロ元素含有エポキシド化合
物やN−オキシド化合物等のヘテロ元素含有オキシド化
合物を直接的に、かつ、上記従来の方法よりも安価に製
造することができる方法について鋭意検討した。その結
果、金と、酸化チタンと、比表面積が50m2 /g以上
の担体とを含有する触媒を用いて、水素と酸素との存在
下で、ヘテロ元素含有化合物を部分酸化することによ
り、該ヘテロ元素含有化合物からヘテロ元素含有オキシ
ド化合物を直接的にかつ安価に製造することができるこ
とを見い出して、本発明を完成させるに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have found that a compound containing a hetero element such as an unsaturated compound containing a hetero element or a compound containing nitrogen and a compound containing a hetero element such as an epoxide compound or an N-oxide compound containing a corresponding hetero element. The present inventors have intensively studied a method capable of producing an oxide compound directly and at a lower cost than the above-mentioned conventional method. As a result, the hetero element-containing compound is partially oxidized in the presence of hydrogen and oxygen using a catalyst containing gold, titanium oxide, and a carrier having a specific surface area of 50 m 2 / g or more. The present inventors have found that a hetero element-containing oxide compound can be directly and inexpensively produced from a hetero element-containing compound, and have completed the present invention.

【0006】即ち、請求項1記載の発明のヘテロ元素含
有オキシド化合物の製造方法は、上記の課題を解決する
ために、金と、酸化チタンと、比表面積が50m2 /g
以上の担体とを含有する触媒を用いて、水素と酸素との
存在下で、ヘテロ元素含有化合物を部分酸化することを
特徴としている。
That is, in order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a hetero element-containing oxide compound according to the first aspect of the present invention comprises gold, titanium oxide and a specific surface area of 50 m 2 / g.
It is characterized in that a hetero element-containing compound is partially oxidized in the presence of hydrogen and oxygen using a catalyst containing the above-mentioned carrier.

【0007】また、請求項2記載の発明のヘテロ元素含
有オキシド化合物の製造方法は、上記の課題を解決する
ために、請求項1記載のヘテロ元素含有オキシド化合物
の製造方法において、気相で部分酸化することを特徴と
している。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a hetero element-containing oxide compound according to the first aspect of the present invention. It is characterized by oxidation.

【0008】請求項3記載の発明のヘテロ元素含有オキ
シド化合物の製造方法は、上記の課題を解決するため
に、請求項1または2記載のヘテロ元素含有オキシド化
合物の製造方法において、ヘテロ元素含有化合物がヘテ
ロ元素含有不飽和化合物であり、かつ、ヘテロ元素含有
オキシド化合物がヘテロ元素含有エポキシド化合物であ
ることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing a hetero element-containing oxide compound, the method comprising the steps of: Is a hetero element-containing unsaturated compound, and the hetero element-containing oxide compound is a hetero element-containing epoxide compound.

【0009】請求項4記載の発明のヘテロ元素含有オキ
シド化合物の製造方法は、上記の課題を解決するため
に、請求項3記載のヘテロ元素含有オキシド化合物の製
造方法において、ヘテロ元素として、酸素、窒素、およ
びハロゲン元素からなる群より選ばれる少なくとも一種
の元素が含まれていることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a hetero element-containing oxide compound, comprising the steps of: It is characterized by containing at least one element selected from the group consisting of nitrogen and halogen elements.

【0010】請求項5記載の発明のヘテロ元素含有オキ
シド化合物の製造方法は、上記の課題を解決するため
に、請求項1または2記載のヘテロ元素含有オキシド化
合物の製造方法において、ヘテロ元素含有化合物が含窒
素化合物であり、かつ、ヘテロ元素含有オキシド化合物
がN−オキシド化合物であることを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a hetero element-containing oxide compound according to the first or second aspect. Is a nitrogen-containing compound, and the hetero element-containing oxide compound is an N-oxide compound.

【0011】請求項6記載の発明のヘテロ元素含有オキ
シド化合物の製造方法は、上記の課題を解決するため
に、請求項1ないし5の何れか1項に記載のヘテロ元素
含有オキシド化合物の製造方法において、上記担体が、
酸化ケイ素および/または酸化アルミニウムを含有する
ことを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a hetero element-containing oxide compound according to any one of the first to fifth aspects. In the above, the carrier,
It is characterized by containing silicon oxide and / or aluminum oxide.

【0012】請求項7記載の発明のヘテロ元素含有オキ
シド化合物の製造方法は、上記の課題を解決するため
に、請求項1ないし6の何れか1項に記載のヘテロ元素
含有オキシド化合物の製造方法において、上記触媒が、
アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属をさらに
含有することを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for producing a hetero element-containing oxide compound according to any one of the first to sixth aspects. In the above, the catalyst is
It is characterized by further containing an alkali metal and / or an alkaline earth metal.

【0013】請求項8記載の発明のヘテロ元素含有オキ
シド化合物の製造方法は、上記の課題を解決するため
に、請求項1ないし7の何れか1項に記載のヘテロ元素
含有オキシド化合物の製造方法において、触媒における
金の含有量が0.01重量%以上であることを特徴とし
ている。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for producing a hetero element-containing oxide compound according to the invention of claim 8 is a method for producing a hetero element-containing oxide compound according to any one of claims 1 to 7. Wherein the gold content in the catalyst is 0.01% by weight or more.

【0014】請求項9記載の発明のヘテロ元素含有オキ
シド化合物の製造方法は、上記の課題を解決するため
に、請求項7または8記載のヘテロ元素含有オキシド化
合物の製造方法において、触媒における金の含有量が
0.1重量%〜10重量%であり、酸化チタンの含有量
が0.1重量%〜20重量%であり、かつ、アルカリ金
属および/またはアルカリ土類金属の含有量が0.01
重量%〜3重量%であることを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a hetero element-containing oxide compound according to the seventh or eighth aspect. The content is 0.1% by weight to 10% by weight, the content of titanium oxide is 0.1% by weight to 20% by weight, and the content of alkali metal and / or alkaline earth metal is 0.1% by weight. 01
% By weight to 3% by weight.

【0015】上記の方法によれば、ヘテロ元素含有不飽
和化合物や含窒素化合物等のヘテロ元素含有化合物か
ら、対応するヘテロ元素含有エポキシド化合物やN−オ
キシド化合物等のヘテロ元素含有オキシド化合物を直接
的に、かつ、過酸化水素やハイドロパーオキシド類を酸
化剤として用いる従来の方法よりも安価に製造すること
ができる。
According to the above-mentioned method, a hetero element-containing oxide compound such as a hetero element-containing epoxide compound or an N-oxide compound is directly converted from a hetero element-containing unsaturated compound or a nitrogen-containing compound. In addition, it can be produced at lower cost than the conventional method using hydrogen peroxide or hydroperoxides as an oxidizing agent.

【0016】以下に本発明を詳しく説明する。本発明に
かかるヘテロ元素含有オキシド化合物の製造方法は、金
と、酸化チタンと、比表面積が50m2 /g以上の担体
とを含有する触媒を用いて、水素と酸素との存在下で、
ヘテロ元素含有化合物を部分酸化する方法である。該触
媒は、金と、酸化チタン(チタニア)と、比表面積が5
0m2 /g以上の担体とを含有している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to the present invention comprises a catalyst containing gold, titanium oxide, and a carrier having a specific surface area of 50 m 2 / g or more, in the presence of hydrogen and oxygen,
This is a method of partially oxidizing a hetero element-containing compound. The catalyst comprises gold, titanium oxide (titania) and a specific surface area of 5
0 m 2 / g or more of a carrier.

【0017】上記の金は、ナノメートル(nm)サイズ
以下の粒子径を有する粒子、即ち、いわゆる超微粒子が
好適である。触媒における金の担持量(含有量)は、
0.001重量%以上が好ましく、0.01重量%以上
がより好ましく、0.1重量%〜10重量%の範囲内が
さらに好ましい。金の担持量が0.001重量%よりも
少ないと、触媒の活性が低下するので好ましくない。一
方、金の担持量を10重量%よりも多くしても、金を上
記の範囲内で担持させた場合と比較して、触媒の活性の
更なる向上は殆ど望めず、金が無駄になるので好ましく
ない。
The gold is preferably a particle having a particle size of nanometer (nm) or less, that is, a so-called ultrafine particle. The supported amount (content) of gold in the catalyst is
0.001% by weight or more is preferable, 0.01% by weight or more is more preferable, and 0.1% by weight to 10% by weight is further preferable. If the amount of gold carried is less than 0.001% by weight, the activity of the catalyst is undesirably reduced. On the other hand, even if the supported amount of gold is more than 10% by weight, further improvement in the activity of the catalyst can hardly be expected as compared with the case where gold is supported within the above range, and gold is wasted. It is not preferable.

【0018】上記酸化チタンの結晶構造は、特に限定さ
れるものではないが、非晶質またはアナターゼ型である
ことが望ましい。また、酸化チタンは、他の酸化物との
複合体として存在していてもよい。触媒における酸化チ
タンの担持量(含有量)は、0.1重量%〜20重量%
の範囲内が好ましく、0.5重量%〜10重量%の範囲
内がより好ましい。従って、金の担持量が0.1重量%
〜10重量%であり、かつ、酸化チタンの担持量が0.
1重量%〜20重量%であることが特に好ましい。酸化
チタンの担持量が0.1重量%よりも少ないと、触媒の
活性が低下するので好ましくない。一方、酸化チタンの
担持量を20重量%よりも多くしても、酸化チタンを上
記の範囲内で担持させた場合と比較して、触媒の活性の
更なる向上は殆ど望めない。
The crystal structure of the titanium oxide is not particularly limited, but is preferably amorphous or anatase. Further, titanium oxide may be present as a complex with another oxide. The supported amount (content) of titanium oxide in the catalyst is 0.1% by weight to 20% by weight.
Is more preferable, and the range of 0.5 to 10% by weight is more preferable. Therefore, the loading amount of gold is 0.1% by weight.
-10% by weight and the amount of titanium oxide supported is 0.1%.
It is particularly preferred that the content be 1% by weight to 20% by weight. If the amount of titanium oxide supported is less than 0.1% by weight, the activity of the catalyst is undesirably reduced. On the other hand, even if the supported amount of titanium oxide is larger than 20% by weight, further improvement in the activity of the catalyst can hardly be expected as compared with the case where titanium oxide is supported within the above range.

【0019】金および酸化チタンを比表面積が50m2
/g以上の担体に固定化(担持)することにより、触媒
の活性が向上する。上記の担体としては、具体的には、
例えば、酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム(ア
ルミナ)、酸化マグネシウム(マグネシア)、コージエ
ライト、酸化ジルコニウム、および、これらの複合体等
からなるセラミックス;ゼオライト等の結晶性メタロシ
リケート;各種金属からなる発泡体;各種金属からなる
ハニカム担体;各種金属からなるペレット;等が挙げら
れる。これらのうち、酸化ケイ素および/または酸化ア
ルミニウムがより好ましく、酸化ケイ素が特に好まし
い。また、担体の結晶構造、形状、大きさ等は、特に限
定されるものではないが、その比表面積は、50m2
g以上であることが好ましく、100m2 /g以上であ
ることがより好ましい。比表面積を50m2 /g以上に
することにより、触媒の性能がより一層向上する。つま
り、逐次酸化等の副反応がより一層抑制され、効率的に
ヘテロ元素含有化合物を部分酸化することができると共
に、燃焼される水素の量をより一層低減することができ
る。尚、酸化ケイ素と酸化アルミニウムとを併用する場
合における両者の割合は、特に限定されるものではな
い。また、本発明において、「酸化ケイ素および酸化ア
ルミニウムを含有する」とは、ゼオライト(アルミノシ
リケート)やシリカアルミナを含有する場合も含むこと
とする。
Gold and titanium oxide having a specific surface area of 50 m 2
By immobilizing (supporting) on a carrier of not less than / g, the activity of the catalyst is improved. As the above carrier, specifically,
For example, ceramics composed of silicon oxide (silica), aluminum oxide (alumina), magnesium oxide (magnesia), cordierite, zirconium oxide, and composites thereof; crystalline metallosilicates such as zeolite; foams composed of various metals A honeycomb carrier composed of various metals; a pellet composed of various metals; Among these, silicon oxide and / or aluminum oxide are more preferred, and silicon oxide is particularly preferred. The crystal structure, shape, size and the like of the carrier are not particularly limited, but the specific surface area is 50 m 2 /
g or more, and more preferably 100 m 2 / g or more. By setting the specific surface area to 50 m 2 / g or more, the performance of the catalyst is further improved. That is, side reactions such as sequential oxidation are further suppressed, and the hetero element-containing compound can be efficiently partially oxidized, and the amount of burned hydrogen can be further reduced. In addition, when silicon oxide and aluminum oxide are used in combination, the ratio of both is not particularly limited. Further, in the present invention, "containing silicon oxide and aluminum oxide" includes the case where zeolite (aluminosilicate) or silica alumina is contained.

【0020】また、触媒は、その活性を損なわない程度
において、比表面積が50m2 /g未満の担体をさらに
含んでいてもよい。つまり、本発明にかかる触媒は、比
表面積が50m2 /g以上の担体(以下、単に担体と称
する)上に、金および酸化チタンを担持してなってい
る。尚、錯体等のチタン化合物を担体に担持した後、焼
成することにより、該担体上に酸化チタンを担持するこ
ともできる。
Further, the catalyst may further contain a carrier having a specific surface area of less than 50 m 2 / g to the extent that its activity is not impaired. That is, the catalyst according to the present invention has gold and titanium oxide supported on a support having a specific surface area of 50 m 2 / g or more (hereinafter simply referred to as a support). Note that titanium oxide such as a complex can be supported on a carrier and then calcined to support titanium oxide on the carrier.

【0021】さらに、触媒は、金および酸化チタンに加
えて、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を
含有していてもよい。つまり、触媒は、金および酸化チ
タンに加えて、アルカリ金属およびアルカリ土類金属か
らなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含有して
いてもよい。上記のアルカリ金属としては、Li、N
a、K、Rb、Cs、Frが挙げられ、上記のアルカリ
土類金属としては、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、R
aが挙げられる。これらアルカリ金属およびアルカリ土
類金属のうち、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、お
よびBaからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素
がさらに好ましい。これにより、触媒の性能がより一層
向上する。つまり、逐次酸化等の副反応がより一層抑制
され、効率的にヘテロ元素含有化合物を部分酸化するこ
とができる。
Further, the catalyst may contain an alkali metal and / or an alkaline earth metal in addition to gold and titanium oxide. That is, the catalyst may contain at least one element selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals in addition to gold and titanium oxide. Examples of the alkali metal include Li, N
a, K, Rb, Cs, and Fr. Examples of the alkaline earth metal include Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and R.
a. Among these alkali metals and alkaline earth metals, at least one element selected from the group consisting of K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, and Ba is more preferable. Thereby, the performance of the catalyst is further improved. That is, side reactions such as sequential oxidation are further suppressed, and the hetero element-containing compound can be partially oxidized efficiently.

【0022】上記アルカリ金属および/またはアルカリ
土類金属は、触媒中において、金属単体として存在して
いてもよく、他の成分、例えば、酸化チタンの結晶構造
中に取り込まれていてもよい。また、上記アルカリ金属
および/またはアルカリ土類金属は、前記の担体に含ま
れていてもよいが、その場合は上記した効果は期待でき
ない。
The alkali metal and / or alkaline earth metal may be present as a metal alone in the catalyst, or may be incorporated in other components, for example, in the crystal structure of titanium oxide. The alkali metal and / or alkaline earth metal may be contained in the carrier, but in such a case, the above effects cannot be expected.

【0023】触媒におけるアルカリ金属および/または
アルカリ土類金属の担持量(含有量)は、金属単体とし
て、0.001重量%〜20重量%の範囲内であること
が好ましく、0.005重量%〜5重量%の範囲内であ
ることがより好ましく、0.01重量%〜3重量%の範
囲内であることが特に好ましい。従って、触媒がアルカ
リ金属および/またはアルカリ土類金属をさらに含有す
る場合においては、金の担持量が0.1重量%〜10重
量%であり、酸化チタンの担持量が0.1重量%〜20
重量%であり、かつ、アルカリ金属および/またはアル
カリ土類金属の担持量が0.01重量%〜3重量%であ
ることが特に好ましい。上記アルカリ金属および/また
はアルカリ土類金属の担持量が0.001重量%よりも
少ないと、これらアルカリ金属および/またはアルカリ
土類金属を添加することによって得られる効果が乏しく
なる。一方、アルカリ金属および/またはアルカリ土類
金属の担持量が20重量%よりも多くしても、上記の範
囲内で担持させた場合と比較して、これらアルカリ金属
および/またはアルカリ土類金属を添加することによっ
て得られる効果の更なる向上は殆ど望めず、逆に触媒の
性能が低下するので好ましくない。
The supported amount (content) of the alkali metal and / or alkaline earth metal in the catalyst is preferably in the range of 0.001% by weight to 20% by weight as a simple metal, and is preferably 0.005% by weight. It is more preferably in the range of from 5% by weight to 5% by weight, particularly preferably in the range of from 0.01% by weight to 3% by weight. Therefore, when the catalyst further contains an alkali metal and / or an alkaline earth metal, the supported amount of gold is 0.1% by weight to 10% by weight, and the supported amount of titanium oxide is 0.1% by weight to 20
It is particularly preferable that the amount of alkali metal and / or alkaline earth metal carried is 0.01% by weight to 3% by weight. If the amount of the alkali metal and / or alkaline earth metal carried is less than 0.001% by weight, the effect obtained by adding the alkali metal and / or alkaline earth metal becomes poor. On the other hand, even when the supported amount of the alkali metal and / or the alkaline earth metal is more than 20% by weight, as compared with the case where the alkali metal and / or the alkaline earth metal are supported within the above range, the alkali metal and / or the alkaline earth metal can be used. Further improvement in the effect obtained by the addition is hardly expected, and conversely, the performance of the catalyst is undesirably reduced.

【0024】触媒の調製方法、つまり、金および酸化チ
タンを担体に固定化する固定化方法としては、例えば、
析出沈澱法、共沈法、含浸法、化学蒸着法等が挙げられ
るが、特に限定されるものではない。また、担体に、金
および/または金化合物の粉末、並びに、酸化チタンの
粉末を吹き付ける等の操作を行うことにより、金および
酸化チタンを担体に付着させて固定化することもでき
る。上記の固定化方法により、金および酸化チタンは、
比較的均一な分布でもって、担体上に強固に固定化され
る。尚、金と酸化チタンとを担体に別個に担持させる場
合には、酸化チタンを担持させた後、金を担持させる方
法が好適である。また、酸化チタンに金を担持させた
後、該酸化チタン担持金を担体に担持させることもでき
る。さらに、酸化チタンは、酸化ケイ素や酸化アルミニ
ウム等の担体に、いわゆるコーティング、或いは、いわ
ゆる島状構造をなすように分散することにより、担持さ
せることもできる。
As a method for preparing a catalyst, that is, a method for immobilizing gold and titanium oxide on a carrier, for example,
Examples include a precipitation method, a coprecipitation method, an impregnation method, and a chemical vapor deposition method, but are not particularly limited. Further, by performing an operation such as spraying a powder of gold and / or a gold compound and a powder of titanium oxide on the carrier, the gold and titanium oxide can be adhered to the carrier and immobilized. By the above fixing method, gold and titanium oxide are
It is firmly immobilized on the carrier with a relatively uniform distribution. In the case where gold and titanium oxide are separately supported on a carrier, a method of supporting gold after supporting titanium oxide is preferable. In addition, after gold is supported on titanium oxide, the titanium oxide-supported gold can be supported on a carrier. Further, titanium oxide can be carried on a carrier such as silicon oxide or aluminum oxide by so-called coating or by dispersing so as to form a so-called island-like structure.

【0025】金を担体に固定化する固定化方法として
は、具体的には、例えば、担体に酸化チタンを担持させ
た後、上記担体を金化合物を含む水溶液に浸漬し、該担
体上に金沈澱物を析出させる方法を採用することができ
る。上記の金化合物は、水溶性であればよく、例えば塩
化金酸(テトラクロロ金(III) 酸)を用いることができ
るが、特に限定されるものではない。水溶液の温度は、
特に限定されるものではないが、30℃〜80℃程度が
好適である。また、この場合、必要に応じて、水溶液の
pHを6〜10の範囲内に調節してもよく、さらに、触
媒における金の担持量を多くするためや、金超微粒子の
粒子径を小さくするために、上記水溶液に界面活性剤
や、カルボン酸および/またはその塩を添加してもよ
い。該界面活性剤としては、具体的には、例えば、炭素
数が8以上の長鎖アルキル(アリール)スルホン酸およ
びその塩、長鎖アルキル(アリール)カルボン酸および
その塩等が挙げられる。また、該カルボン酸およびその
塩としては、具体的には、例えば、クエン酸およびその
ナトリウム塩やマグネシウム塩等が挙げられる。
As a method of immobilizing gold on a carrier, specifically, for example, after supporting titanium oxide on the carrier, the carrier is immersed in an aqueous solution containing a gold compound, and the gold is immobilized on the carrier. A method of depositing a precipitate can be employed. The gold compound described above may be water-soluble, and for example, chloroauric acid (tetrachloroaurate (III) acid) can be used, but is not particularly limited. The temperature of the aqueous solution is
Although not particularly limited, about 30 ° C. to 80 ° C. is preferable. In this case, if necessary, the pH of the aqueous solution may be adjusted within the range of 6 to 10, and further, the amount of gold supported on the catalyst may be increased, or the particle size of the ultrafine gold particles may be reduced. For this purpose, a surfactant, a carboxylic acid and / or a salt thereof may be added to the aqueous solution. Specific examples of the surfactant include long-chain alkyl (aryl) sulfonic acids having 8 or more carbon atoms and salts thereof, and long-chain alkyl (aryl) carboxylic acids and salts thereof. Further, specific examples of the carboxylic acid and its salt include citric acid and its sodium salt and magnesium salt.

【0026】また、アルカリ金属および/またはアルカ
リ土類金属をさらに含有する触媒の調製方法としては、
例えば、上記固定化方法によって金および酸化チタン
を担体に固定化してなる触媒に、アルカリ金属および/
またはアルカリ土類金属を担持させる方法;酸化チタ
ンを担体に固定化した後、アルカリ金属および/または
アルカリ土類金属を担持させ、次いで、金を担体に固定
化する方法;酸化チタンを担体に固定化した後、金を
担体に固定化すると同時にアルカリ金属および/または
アルカリ土類金属を担持させる方法;等が挙げられる
が、特に限定されるものではない。上記例示の調製方法
のうち、またはで示される方法がより好ましい。
The method for preparing a catalyst further containing an alkali metal and / or an alkaline earth metal includes:
For example, an alkali metal and / or a catalyst obtained by immobilizing gold and titanium oxide on a carrier by the above immobilization method are used.
Or a method for supporting an alkaline earth metal; a method for immobilizing titanium oxide on a carrier, then supporting an alkali metal and / or an alkaline earth metal, and then immobilizing gold on the carrier; immobilizing titanium oxide on the carrier. After the conversion, a method of immobilizing the gold on the carrier and simultaneously supporting the alkali metal and / or the alkaline earth metal; and the like are not particularly limited. Among the preparation methods exemplified above, the method shown by or is more preferable.

【0027】上記で示される方法においては、従来か
ら一般的に用いられている含浸法等の方法を採用するこ
とができる。含浸法を採用する場合には、アルカリ金属
および/またはアルカリ土類金属を含有する水溶液、具
体的には、例えば、炭酸カリウムや炭酸ルビジウム、炭
酸セシウム等のアルカリ金属炭酸塩の水溶液、または、
水酸化リチウムや水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等
のアルカリ金属水酸化物の水溶液、或いは、硝酸マグネ
シウムや硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バ
リウム等のアルカリ土類金属硝酸塩の水溶液に、金およ
び酸化チタンを担体に固定化してなる触媒を浸漬した
後、水を留去することによってアルカリ金属および/ま
たはアルカリ土類金属を強制的に該触媒に担持させれば
よい。
In the method described above, a method such as an impregnation method generally used conventionally can be adopted. When the impregnation method is adopted, an aqueous solution containing an alkali metal and / or an alkaline earth metal, specifically, for example, an aqueous solution of an alkali metal carbonate such as potassium carbonate, rubidium carbonate, or cesium carbonate, or
Gold and titanium oxide are added to aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, or aqueous solutions of alkaline earth metal nitrates such as magnesium nitrate, calcium nitrate, strontium nitrate and barium nitrate. After the catalyst immobilized on the carrier is immersed, the alkali metal and / or alkaline earth metal may be forcibly carried on the catalyst by distilling off water.

【0028】また、上記で示される方法において、ア
ルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を担体に担
持させる方法としては、アルカリ金属および/またはア
ルカリ土類金属を含有する水溶液に担体を浸漬した後、
水を留去することによってアルカリ金属および/または
アルカリ土類金属を強制的に該担体に担持させればよ
い。尚、上記で示される方法においては、酸化チタン
を担体に固定化すると同時にアルカリ金属および/また
はアルカリ土類金属を担持させてもよい。
In the above method, the alkali metal and / or alkaline earth metal may be supported on the carrier by immersing the carrier in an aqueous solution containing the alkali metal and / or alkaline earth metal.
The alkali metal and / or alkaline earth metal may be forcibly supported on the carrier by distilling off water. In the method described above, the titanium oxide may be immobilized on the carrier and, at the same time, the alkali metal and / or the alkaline earth metal may be supported.

【0029】上記種々の調製方法により、金と、酸化チ
タンと、比表面積が50m2 /g以上の担体と、必要に
応じてアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属と
を含有する触媒が得られる。
By the above-mentioned various preparation methods, a catalyst containing gold, titanium oxide, a carrier having a specific surface area of 50 m 2 / g or more, and if necessary, an alkali metal and / or an alkaline earth metal can be obtained. .

【0030】本発明にかかるヘテロ元素含有オキシド化
合物の製造方法は、上記構成の触媒を用いて、水素と酸
素との存在下で、ヘテロ元素含有化合物を部分酸化する
方法である。上記部分酸化方法において原料として用い
られるヘテロ元素含有化合物は、特に限定されるもので
はないが、ヘテロ元素含有不飽和化合物、および、含窒
素化合物が好適である。上記のヘテロ元素含有不飽和化
合物は、ヘテロ元素とオレフィン系二重結合とを含んで
いればよく、特に限定されるものではないが、含酸素不
飽和化合物、含窒素不飽和化合物、および、含ハロゲン
不飽和化合物が好適である。つまり、ヘテロ元素含有不
飽和化合物は、ヘテロ元素として、酸素、窒素、および
ハロゲン元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の
元素を含んでいることがより好ましい。また、上記の含
窒素化合物は、酸素およびハロゲン元素からなる群より
選ばれる少なくとも一種のヘテロ元素をさらに含んでい
てもよい。
The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to the present invention is a method of partially oxidizing a hetero element-containing compound in the presence of hydrogen and oxygen using the catalyst having the above-mentioned structure. The hetero element-containing compound used as a raw material in the partial oxidation method is not particularly limited, but a hetero element-containing unsaturated compound and a nitrogen-containing compound are preferable. The hetero element-containing unsaturated compound is not particularly limited as long as it contains a hetero element and an olefinic double bond, and is not particularly limited, but includes an oxygen-containing unsaturated compound, a nitrogen-containing unsaturated compound, and a Halogen unsaturated compounds are preferred. That is, the hetero element-containing unsaturated compound more preferably contains at least one element selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, and a halogen element as a hetero element. Further, the nitrogen-containing compound may further include at least one hetero element selected from the group consisting of oxygen and a halogen element.

【0031】上記の方法によれば、ヘテロ元素含有不飽
和化合物の二重結合が選択的に酸化されて、ヘテロ元素
含有エポキシド化合物が選択的に生成する。また、上記
の方法によれば、含窒素化合物の窒素が選択的に酸化さ
れて、N−オキシド化合物が選択的に生成する。
According to the above method, the double bond of the hetero element-containing unsaturated compound is selectively oxidized, and the hetero element-containing epoxide compound is selectively produced. Further, according to the above method, nitrogen of the nitrogen-containing compound is selectively oxidized, and an N-oxide compound is selectively generated.

【0032】含酸素不飽和化合物としては、具体的に
は、例えば、アリルアルコール、2−ブテン−1−オー
ル、3−ブテン−1−オール等の不飽和アルコール;ア
クロレイン、メタクロレイン等のα,β−不飽和アルデ
ヒド;クロトンアルデヒド等の不飽和アルデヒド;アク
リル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリ
ル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸エステル等の、
α,β−不飽和カルボン酸およびそのエステル;酢酸ビ
ニル等のカルボン酸ビニル;メチルビニルケトン等の不
飽和ケトン;等が挙げられる。
Specific examples of the oxygen-containing unsaturated compound include unsaturated alcohols such as allyl alcohol, 2-buten-1-ol and 3-buten-1-ol; α, acrolein and methacrolein; β-unsaturated aldehydes; unsaturated aldehydes such as crotonaldehyde; acrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid, methacrylic acid ester, maleic acid, maleic acid ester, etc.
α, β-unsaturated carboxylic acids and esters thereof; vinyl carboxylate such as vinyl acetate; unsaturated ketone such as methyl vinyl ketone;

【0033】含窒素不飽和化合物としては、具体的に
は、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等
のα,β−不飽和ニトリル等が挙げられる。
Specific examples of the nitrogen-containing unsaturated compound include α, β-unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile.

【0034】含ハロゲン不飽和化合物としては、具体的
には、例えば、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化アリル、
臭化アリル等が挙げられる。
Specific examples of the halogen-containing unsaturated compound include, for example, vinyl chloride, vinyl bromide, allyl chloride,
Allyl bromide and the like.

【0035】含窒素化合物としては、具体的には、例え
ば、トリメチルアミン等の三級アミン;N−メチルモル
ホリン等の環状アミン;ピリジン等の複素環芳香族化合
物;等が挙げられる。
Specific examples of the nitrogen-containing compound include tertiary amines such as trimethylamine; cyclic amines such as N-methylmorpholine; and heterocyclic aromatic compounds such as pyridine.

【0036】ヘテロ元素含有化合物を部分酸化する反応
は、気相で行うことが望ましいが、液相で行うこともで
きる。以下の説明においては、上記の反応を気相で行う
場合を例に挙げることとする。
The reaction for partially oxidizing the hetero element-containing compound is preferably performed in a gas phase, but may be performed in a liquid phase. In the following description, a case where the above reaction is performed in a gas phase will be described as an example.

【0037】触媒の使用量は、例えば、金および酸化チ
タンの担持量や、ヘテロ元素含有化合物の種類、反応条
件等に応じて設定すればよく、特に限定されるものでは
ないが、反応時のヘテロ元素含有化合物の空間速度(S
V)が、触媒1g当たり100hr-1・ml〜10,0
00hr-1・mlの範囲内となる量が好適である。
The amount of the catalyst to be used may be set according to, for example, the amount of gold and titanium oxide carried, the type of the hetero element-containing compound, the reaction conditions, etc., and is not particularly limited. Space velocity of compound containing hetero element (S
V) is from 100 hr -1 · ml / g to 100,000 g / g catalyst.
An amount within the range of 00 hr -1 · ml is preferred.

【0038】水素(分子状水素)は、還元剤として作用
する。水素の使用量は、特に限定されるものではない
が、水素とヘテロ元素含有化合物との体積比(水素/ヘ
テロ元素含有化合物)が1/10〜100/1の範囲内
となる量が好適である。そして、水素の割合が多いほ
ど、反応速度が大きくなるので、上記の体積比は、10
0/1に近い方がより好ましい。尚、水素が存在しない
場合には、ヘテロ元素含有化合物は、完全酸化されて二
酸化炭素および水等となる。従って、この場合には、ヘ
テロ元素含有オキシド化合物を得ることができない。
Hydrogen (molecular hydrogen) acts as a reducing agent. The amount of hydrogen used is not particularly limited, but is preferably an amount such that the volume ratio of hydrogen to the hetero element-containing compound (hydrogen / hetero element-containing compound) falls within the range of 1/10 to 100/1. is there. The reaction rate increases as the proportion of hydrogen increases.
A value closer to 0/1 is more preferable. If no hydrogen is present, the hetero element-containing compound is completely oxidized to carbon dioxide and water. Therefore, in this case, a hetero element-containing oxide compound cannot be obtained.

【0039】ヘテロ元素含有化合物を部分酸化する反応
は、ヘテロ元素含有化合物、酸素(分子状酸素)、およ
び水素を含む原料ガスと、触媒とを接触させることによ
り進行する。従って、反応方法としては、例えば、反応
装置に触媒を充填し、該反応装置内に上記の原料ガスを
流通させる方法が好適である。これにより、ヘテロ元素
含有エポキシド化合物やN−オキシド化合物等のヘテロ
元素含有オキシド化合物を含む生成ガスを得ることがで
きる。尚、反応方式は、特に限定されるものではない
が、上記の反応がいわゆる気相不均一触媒反応であるの
で、連続方式が好適である。また、原料ガスは、必要に
応じて、窒素やヘリウム、アルゴン、二酸化炭素等の不
活性ガスを含んでいてもよい。つまり、ヘテロ元素含有
化合物は、必要に応じて、不活性ガスによって希釈され
ていてもよい。
The reaction for partially oxidizing the hetero element-containing compound proceeds by bringing a raw material gas containing the hetero element-containing compound, oxygen (molecular oxygen) and hydrogen into contact with a catalyst. Therefore, as a reaction method, for example, a method in which a catalyst is filled in a reactor and the above-described raw material gas is circulated in the reactor is preferable. Thereby, a product gas containing a hetero element-containing oxide compound such as a hetero element-containing epoxide compound or an N-oxide compound can be obtained. The reaction system is not particularly limited, but a continuous system is preferable because the above reaction is a so-called gas phase heterogeneous catalytic reaction. Further, the source gas may contain an inert gas such as nitrogen, helium, argon, carbon dioxide, or the like, if necessary. That is, the hetero element-containing compound may be diluted with an inert gas, if necessary.

【0040】反応温度は、ヘテロ元素含有化合物の種類
等に応じて設定すればよく、特に限定されるものではな
いが、該ヘテロ元素含有化合物や、目的物であるヘテロ
元素含有オキシド化合物が気体として存在し得る温度、
例えば、0℃〜300℃の範囲内が好適であり、100
℃〜250℃の範囲内が最適である。反応温度が極端に
高い場合には、ヘテロ元素含有化合物やヘテロ元素含有
オキシド化合物の燃焼反応、即ち、二酸化炭素および水
の生成が起こり易くなると共に、燃焼される水素の量が
増加する。従って、ヘテロ元素含有オキシド化合物を効
率的に製造することができなくなる。しかしながら、反
応温度を比較的高く維持することにより、部分酸化反応
も効率的に進行するため、本発明においては、反応温度
を100℃以上とすることがより好ましい。本発明にお
いては、反応温度を100℃以上の高温にしても、ヘテ
ロ元素含有化合物やヘテロ元素含有オキシド化合物の燃
焼反応を抑制することができる。
The reaction temperature may be set according to the type of the hetero element-containing compound, etc., and is not particularly limited. However, the hetero element-containing compound or the target hetero element-containing oxide compound is converted into a gas. Temperature that can exist,
For example, the temperature is preferably in the range of 0 ° C to 300 ° C,
Optimally, the temperature is in the range of from 250C to 250C. When the reaction temperature is extremely high, the combustion reaction of the hetero element-containing compound or the hetero element-containing oxide compound, that is, the generation of carbon dioxide and water is likely to occur, and the amount of hydrogen burned increases. Therefore, the hetero element-containing oxide compound cannot be efficiently produced. However, by maintaining the reaction temperature relatively high, the partial oxidation reaction also proceeds efficiently, and in the present invention, the reaction temperature is more preferably 100 ° C. or higher. In the present invention, even when the reaction temperature is as high as 100 ° C. or more, the combustion reaction of the hetero element-containing compound or the hetero element-containing oxide compound can be suppressed.

【0041】また、反応圧力は、反応温度等の反応条件
に応じて設定すればよく、特に限定されるものではない
が、ヘテロ元素含有化合物やヘテロ元素含有オキシド化
合物が気体として存在し得る圧力が望ましく、0.05
MPa〜5MPaの範囲内が好適である。反応時間は、
反応温度や反応圧力等の反応条件に応じて設定すればよ
く、特に限定されるものではない。
The reaction pressure may be set according to the reaction conditions such as the reaction temperature, and is not particularly limited. However, the pressure at which the hetero element-containing compound or the hetero element-containing oxide compound can exist as a gas is set. Desirable, 0.05
The range from MPa to 5 MPa is preferable. The reaction time is
What is necessary is just to set according to reaction conditions, such as reaction temperature and reaction pressure, and it is not specifically limited.

【0042】本発明にかかる触媒においては、金、酸化
チタン、担体、および必要に応じて用いるアルカリ金属
および/またはアルカリ土類金属の相乗効果により、即
ち、これら成分が特異的かつ相乗的に効果を発揮するこ
とにより、簡単かつ効率的にヘテロ元素含有化合物を部
分酸化することができる。このように、気相で直接酸
化、つまり、気相酸化反応することにより、反応工程が
一工程(一段階)となり、ヘテロ元素含有不飽和化合物
からヘテロ元素含有エポキシド化合物を高選択率かつ高
転化率で得ることができ、含窒素化合物からN−オキシ
ド化合物を高選択率かつ高転化率で得ることができると
共に、燃焼される水素の量を低減することができる。
In the catalyst according to the present invention, a synergistic effect of gold, titanium oxide, a carrier, and an optional alkali metal and / or alkaline earth metal is used, that is, these components are specifically and synergistically effective. , The hetero element-containing compound can be easily and efficiently partially oxidized. In this way, the direct oxidation in the gas phase, that is, the gas phase oxidation reaction, makes the reaction process one step (one step) and converts the hetero element-containing epoxide compound from the hetero element-containing unsaturated compound into a high selectivity and high conversion. The N-oxide compound can be obtained from the nitrogen-containing compound at a high selectivity and a high conversion rate, and the amount of burned hydrogen can be reduced.

【0043】尚、ヘテロ元素含有化合物を部分酸化する
反応を液相で行う場合には、反応温度は、該ヘテロ元素
含有化合物やヘテロ元素含有オキシド化合物が液体とし
て存在し得る温度、例えば、0℃〜100℃の範囲内が
好適である。また、反応圧力は、ヘテロ元素含有化合物
やヘテロ元素含有オキシド化合物が液体として存在し得
る圧力とすればよい。或いは、反応に対して不活性な溶
媒を用いて、上記の反応を液相で行うこともできる。溶
媒を用いる反応方法としては、例えば、触媒を溶媒に懸
濁させてなる懸濁液に前記の原料ガスをバブリングさせ
る方法が好適である。該溶媒としては、例えば、ベンゼ
ン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン等のハロゲン化炭
化水素等が挙げられるが、特に限定されるものではな
い。
When the reaction for partially oxidizing the hetero element-containing compound is performed in a liquid phase, the reaction temperature is set to a temperature at which the hetero element-containing compound or hetero element-containing oxide compound can exist as a liquid, for example, 0 ° C. It is preferable that the temperature is in the range of -100 ° C. The reaction pressure may be a pressure at which the hetero element-containing compound or the hetero element-containing oxide compound can exist as a liquid. Alternatively, the above reaction can be carried out in a liquid phase using a solvent inert to the reaction. As a reaction method using a solvent, for example, a method of bubbling the raw material gas into a suspension obtained by suspending a catalyst in a solvent is preferable. Examples of the solvent include aromatic hydrocarbons such as benzene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, but are not particularly limited.

【0044】以上のように、本発明にかかるヘテロ元素
含有オキシド化合物の製造方法は、金と、酸化チタン
と、比表面積が50m2 /g以上の担体と、必要に応じ
てアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属とを含
有する触媒を用いて、水素と酸素との存在下で、ヘテロ
元素含有化合物を部分酸化する方法である。
As described above, the method for producing a hetero element-containing oxide compound according to the present invention comprises the steps of: gold, titanium oxide, a carrier having a specific surface area of 50 m 2 / g or more, and optionally an alkali metal and / or This is a method of partially oxidizing a hetero element-containing compound in the presence of hydrogen and oxygen using a catalyst containing an alkaline earth metal.

【0045】上記方法によれば、触媒に含まれる、金、
酸化チタン、担体、および必要に応じて用いるアルカリ
金属および/またはアルカリ土類金属の相乗効果によ
り、簡単かつ効率的にヘテロ元素含有化合物を部分酸化
することができる。これにより、ヘテロ元素含有不飽和
化合物や含窒素化合物等のヘテロ元素含有化合物から、
対応するヘテロ元素含有エポキシド化合物やN−オキシ
ド化合物等のヘテロ元素含有オキシド化合物を一工程
(一段階)で直接的に、かつ、過酸化水素やハイドロパ
ーオキシド類を酸化剤として用いる従来の方法よりも安
価に製造することができる。
According to the above method, gold,
The hetero-element-containing compound can be easily and efficiently partially oxidized by a synergistic effect of the titanium oxide, the carrier, and the optional alkali metal and / or alkaline earth metal used. Thereby, from a hetero element-containing compound such as a hetero element-containing unsaturated compound or a nitrogen-containing compound,
The corresponding hetero element-containing oxide compounds such as hetero element-containing epoxide compounds and N-oxide compounds are directly processed in one step (one step), and the conventional method using hydrogen peroxide or hydroperoxides as an oxidizing agent. Can also be manufactured at low cost.

【0046】上記触媒におけるアルカリ金属および/ま
たはアルカリ土類金属の添加効果は、特に、ヘテロ元素
含有オキシド化合物生成の活性、およびヘテロ元素含有
オキシド化合物の選択性を向上させるという点にある。
The effect of the addition of an alkali metal and / or an alkaline earth metal in the above catalyst is particularly to improve the activity of forming a hetero element-containing oxide compound and the selectivity of the hetero element-containing oxide compound.

【0047】その作用原理は、現時点では不明である
が、本願発明者等が検討した結果、アルカリ金属やアル
カリ土類金属を添加していない触媒を用いて例えばヘテ
ロ元素含有不飽和化合物の部分酸化反応を行うと、ヘテ
ロ元素含有エポキシド化合物が異性化して生成したと思
われるアルデヒドやケトン等の化合物の生成割合が増加
したり、或いは水素の転化率が上昇する等の傾向を示す
という知見が得られている。このため、アルカリ金属や
アルカリ土類金属の作用原理としては、塩基性を示すこ
れら金属の添加によって担体の持つ強酸点が被毒を受け
て、ヘテロ元素含有エポキシド化合物の異性化反応等の
逐次的な副反応が抑制されることや、また、上記金属の
存在によって触媒表面の物性が改質されて水素の反応性
が向上すること等が考えられる。尚、一般的に、強酸に
よってエポキシドの異性化反応が進行することは知られ
ている。
The principle of its operation is unknown at present, but as a result of investigations by the present inventors, for example, partial oxidation of a hetero element-containing unsaturated compound using a catalyst to which an alkali metal or an alkaline earth metal is not added is described. It has been found that the reaction tends to increase the rate of formation of compounds such as aldehydes and ketones, which are thought to have been generated by isomerization of the hetero element-containing epoxide compound, or increase the rate of hydrogen conversion. Have been. For this reason, the principle of action of alkali metals and alkaline earth metals is that the addition of these basic metals poisons the strong acid sites possessed by the carrier, and sequentially causes the isomerization reaction of the hetero element-containing epoxide compound, etc. It is conceivable that various side reactions are suppressed, and that the physical properties of the catalyst surface are modified by the presence of the metal to improve the reactivity of hydrogen. It is generally known that an epoxide isomerization reaction proceeds with a strong acid.

【0048】また、アルカリ金属やアルカリ土類金属を
添加することにより得られる効果としては、上記効果の
他に、触媒の寿命安定性を向上させる効果が挙げられ
る。即ち、上記金属の添加により、副生成物の生成が抑
制されることによって、副生成物に起因すると思われる
樹脂状物が触媒表面に蓄積することが抑制され、結果的
に触媒の経時的劣化が抑制されるという副次的効果をも
たらす。
The effects obtained by adding an alkali metal or an alkaline earth metal include, in addition to the above effects, an effect of improving the life stability of the catalyst. That is, by the addition of the metal, the generation of by-products is suppressed, so that the accumulation of resin-like substances, which may be caused by the by-products, on the catalyst surface is suppressed, and as a result, the catalyst deteriorates with time. Is suppressed.

【0049】[0049]

【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限
定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0050】〔実施例1〕酸化チタン(II)アセチルアセ
トナート1.96gを含むメチルアルコール溶液500
mlに、担体としての酸化ケイ素(商品名・シリカQ−
10,富士シリシア化学株式会社製;比表面積326m
2 /g、10メッシュ〜20メッシュ、粒子径840μ
m〜1,700μm)60gを浸漬した後、エバポレー
タを用いてメチルアルコールを留去した。得られた固形
物を120℃で12時間乾燥させた後、空気中で600
℃、3時間、焼成することにより、酸化チタン担持酸化
ケイ素を得た。該担体における酸化チタンの担持量は、
1重量%であった。
Example 1 A methyl alcohol solution 500 containing 1.96 g of titanium (II) acetylacetonate
ml of silicon oxide as a carrier (trade name: Silica Q-
10, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd .; specific surface area 326m
2 / g, 10 mesh to 20 mesh, particle size 840μ
After immersion of 60 g of m.about.1,700 .mu.m), methyl alcohol was distilled off using an evaporator. The obtained solid was dried at 120 ° C. for 12 hours, and then dried in air at 600 ° C.
The resultant was baked at a temperature of 3 ° C. for 3 hours to obtain a titanium oxide-supported silicon oxide. The amount of titanium oxide supported on the carrier is
It was 1% by weight.

【0051】次に、テトラクロロ金(III) 酸0.344
gを水に溶解し、水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH
8.8に調節することにより、テトラクロロ金(III) 酸
水溶液500mlを調製した。この水溶液に、70℃
で、上記の酸化チタン担持酸化ケイ素10gを添加し、
1時間撹拌して該酸化チタン担持酸化ケイ素を懸濁させ
ると共に、その表面に金沈澱物を固定化した。
Then, tetrachloroaurate (III) acid 0.344
g in water and the pH is adjusted using an aqueous sodium hydroxide solution.
By adjusting to 8.8, 500 ml of tetrachloroauric (III) acid aqueous solution was prepared. 70 ° C
Then, 10 g of the above-mentioned titanium oxide-supported silicon oxide is added,
The mixture was stirred for 1 hour to suspend the titanium oxide-supported silicon oxide, and immobilized the gold precipitate on the surface thereof.

【0052】その後、懸濁液を濾過し、濾残を水洗して
乾燥させた。次いで、該乾燥物を、水酸化カリウム0.
24gをイオン交換水50mlに溶解させてなる水溶液
に浸漬した。そして、乾燥物に水酸化カリウムを含浸さ
せた後、該水溶液を濾過した。得られた濾残を120℃
で一晩乾燥させた後、該乾燥物を空気中で400℃、3
時間、焼成することにより、金含有酸化チタン担持酸化
ケイ素を触媒として得た。該触媒における金並びに金属
カリウムの含有量を蛍光X線分析法により分析したとこ
ろ、0.36重量%並びに0.50重量%であった。
Thereafter, the suspension was filtered, and the residue was washed with water and dried. Next, the dried product was washed with potassium hydroxide 0.1.
24 g was immersed in an aqueous solution prepared by dissolving in 50 ml of ion-exchanged water. After impregnating the dried product with potassium hydroxide, the aqueous solution was filtered. The obtained residue is filtered at 120 ° C.
After drying overnight at 400 ° C. in air for 3 hours.
By firing for a period of time, a silicon oxide supported on gold-containing titanium oxide was obtained as a catalyst. The content of gold and metal potassium in the catalyst was analyzed by X-ray fluorescence spectroscopy, and was found to be 0.36% by weight and 0.50% by weight.

【0053】次に、ヘテロ元素含有化合物(ヘテロ元素
含有不飽和化合物)としてのメタクロレインの部分酸化
反応に対する上記触媒の性能を評価した。即ち、該触媒
1mlを、内径8mmのステンレス製反応管に充填し
た。一方、メタクロレイン、水素、酸素、およびヘリウ
ムを、これらの割合が各々7.9容量%、18.8容量
%、18.8容量%、54.5容量%となるように混合
することにより、原料ガスを調製した。そして、該反応
管内に上記の原料ガスを空間速度3,240hr-1で供
給し、メタクロレインを230℃で反応させた。
Next, the performance of the above catalyst for the partial oxidation reaction of methacrolein as a hetero element-containing compound (hetero element-containing unsaturated compound) was evaluated. That is, 1 ml of the catalyst was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 8 mm. On the other hand, methacrolein, hydrogen, oxygen, and helium are mixed such that their proportions are 7.9%, 18.8%, 18.8%, and 54.5% by volume, respectively. Source gas was prepared. Then, the above raw material gas was supplied into the reaction tube at a space velocity of 3,240 hr -1 , and methacrolein was reacted at 230 ° C.

【0054】反応開始後、定常状態となった時点で反応
管出口の生成ガスを採取し、ガスクロマトグラフィー
(GC)を用いて、その組成を分析した。その結果、メ
タクロレインの転化率は8.1%であり、ヘテロ元素含
有オキシド化合物(ヘテロ元素含有エポキシド化合物)
である2−メチル−2,3−エポキシプロパナールの単
流収率は2.1%であり、水素の転化率は20.6%で
あった。上記の結果から、触媒1L当たりの2−メチル
−2,3−エポキシプロパナールの空時収率は20.6
g/hrであった。主な反応条件を表1に示すと共に、
結果を表2に示す。
After the start of the reaction, when a steady state was reached, the generated gas at the outlet of the reaction tube was collected and analyzed for its composition by gas chromatography (GC). As a result, the conversion of methacrolein was 8.1%, and the oxide compound containing a hetero element (epoxide compound containing a hetero element)
Of 2-methyl-2,3-epoxypropanal was 2.1%, and the conversion of hydrogen was 20.6%. From the above results, the space-time yield of 2-methyl-2,3-epoxypropanal per liter of catalyst was 20.6.
g / hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and
Table 2 shows the results.

【0055】〔実施例2〕実施例1における触媒の調製
操作において、テトラクロロ金(III) 酸の使用量を0.
344gから7.2gに変更した以外は、同実施例の操
作と同様の操作を行うことにより、触媒を得た。該触媒
における金の含有量を蛍光X線分析法により分析したと
ころ、7.00重量%であった。
Example 2 In the preparation operation of the catalyst in Example 1, the amount of tetrachloroauric acid (III) was reduced to 0.
A catalyst was obtained by performing the same operation as in the same example except that the amount was changed from 344 g to 7.2 g. When the content of gold in the catalyst was analyzed by a fluorescent X-ray analysis method, it was 7.00% by weight.

【0056】そして、実施例1の反応および分析等と同
様の反応および分析等を行うことにより、メタクロレイ
ンの部分酸化反応に対する上記触媒の性能を評価した。
その結果、メタクロレインの転化率は5.1%であり、
2−メチル−2,3−エポキシプロパナールの単流収率
は0.9%であり、水素の転化率は17.1%であっ
た。上記の結果から、触媒1L当たりの2−メチル−
2,3−エポキシプロパナールの空時収率は8.8g/
hrであった。主な反応条件を表1に示すと共に、結果
を表2に示す。
Then, the same reaction and analysis as in Example 1 were performed to evaluate the performance of the above catalyst with respect to the partial oxidation reaction of methacrolein.
As a result, the conversion of methacrolein was 5.1%,
The single stream yield of 2-methyl-2,3-epoxypropanal was 0.9% and the conversion of hydrogen was 17.1%. From the above results, 2-methyl- / L of the catalyst was obtained.
The space-time yield of 2,3-epoxypropanal is 8.8 g /
hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0057】〔実施例3〕実施例1における触媒の調製
操作において、酸化チタン(II)アセチルアセトナートの
使用量を1.96gから49.0gに変更した以外は、
同実施例の操作と同様の操作を行うことにより、触媒を
得た。該触媒における酸化チタン、金、並びに金属カリ
ウムの含有量を蛍光X線分析法により分析したところ、
23.7重量%、0.75重量%、並びに0.41重量
%であった。
Example 3 In the preparation of the catalyst in Example 1, the amount of titanium (II) oxide acetylacetonate used was changed from 1.96 g to 49.0 g.
A catalyst was obtained by performing the same operation as in the example. The content of titanium oxide, gold, and metal potassium in the catalyst was analyzed by X-ray fluorescence analysis.
23.7%, 0.75% and 0.41% by weight.

【0058】そして、実施例1の反応および分析等と同
様の反応および分析等を行うことにより、メタクロレイ
ンの部分酸化反応に対する上記触媒の性能を評価した。
その結果、メタクロレインの転化率は8.7%であり、
2−メチル−2,3−エポキシプロパナールの単流収率
は1.1%であり、水素の転化率は25.1%であっ
た。上記の結果から、触媒1L当たりの2−メチル−
2,3−エポキシプロパナールの空時収率は10.8g
/hrであった。主な反応条件を表1に示すと共に、結
果を表2に示す。
Then, the same reaction and analysis as those of Example 1 were performed to evaluate the performance of the above catalyst with respect to the partial oxidation reaction of methacrolein.
As a result, the conversion of methacrolein was 8.7%,
The single flow yield of 2-methyl-2,3-epoxypropanal was 1.1% and the conversion of hydrogen was 25.1%. From the above results, 2-methyl- / L of the catalyst was obtained.
Space-time yield of 2,3-epoxypropanal is 10.8 g
/ Hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0059】〔実施例4〕実施例1における触媒の調製
操作において、乾燥物に水酸化カリウムを含浸させる工
程を省略した以外は、同実施例の操作と同様の操作を行
うことにより、触媒を得た。即ち、金沈澱物を固定化し
た酸化チタン担持酸化ケイ素を乾燥させた後、該乾燥物
を空気中で400℃、3時間、焼成することにより、金
含有酸化チタン担持酸化ケイ素を触媒として得た。
Example 4 The catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the step of impregnating the dried product with potassium hydroxide was omitted in the preparation operation of the catalyst in Example 1. Obtained. That is, after drying the titanium oxide-supported silicon oxide having the gold precipitate immobilized thereon, the dried product was calcined in air at 400 ° C. for 3 hours to obtain gold-containing titanium oxide-supported silicon oxide as a catalyst. .

【0060】そして、実施例1の反応および分析等と同
様の反応および分析等を行うことにより、メタクロレイ
ンの部分酸化反応に対する上記触媒の性能を評価した。
その結果、メタクロレインの転化率は6.0%であり、
2−メチル−2,3−エポキシプロパナールの単流収率
は0.9%であり、水素の転化率は22.8%であっ
た。上記の結果から、触媒1L当たりの2−メチル−
2,3−エポキシプロパナールの空時収率は8.8g/
hrであった。主な反応条件を表1に示すと共に、結果
を表2に示す。
Then, the same reaction and analysis as in Example 1 were performed to evaluate the performance of the above catalyst with respect to the partial oxidation reaction of methacrolein.
As a result, the conversion of methacrolein was 6.0%,
The single stream yield of 2-methyl-2,3-epoxypropanal was 0.9% and the conversion of hydrogen was 22.8%. From the above results, 2-methyl- / L of the catalyst was obtained.
The space-time yield of 2,3-epoxypropanal is 8.8 g /
hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0061】〔実施例5〕実施例1における触媒の調製
操作において、水酸化カリウムの使用量を0.24gか
ら1.20gに変更した以外は、同実施例の操作と同様
の操作を行うことにより、触媒を得た。該触媒における
金属カリウムの含有量を蛍光X線分析法により分析した
ところ、2.50重量%であった。
Example 5 The same operation as in Example 1 was carried out except that the amount of potassium hydroxide used was changed from 0.24 g to 1.20 g in the preparation operation of the catalyst in Example 1. As a result, a catalyst was obtained. When the content of potassium metal in the catalyst was analyzed by a fluorescent X-ray analysis method, it was 2.50% by weight.

【0062】そして、実施例1の反応および分析等と同
様の反応および分析等を行うことにより、メタクロレイ
ンの部分酸化反応に対する上記触媒の性能を評価した。
その結果、メタクロレインの転化率は3.2%であり、
2−メチル−2,3−エポキシプロパナールの単流収率
は1.0%であり、水素の転化率は13.5%であっ
た。上記の結果から、触媒1L当たりの2−メチル−
2,3−エポキシプロパナールの空時収率は9.8g/
hrであった。主な反応条件を表1に示すと共に、結果
を表2に示す。
Then, the same reaction and analysis as in Example 1 were carried out to evaluate the performance of the catalyst for the partial oxidation of methacrolein.
As a result, the conversion of methacrolein was 3.2%,
The single stream yield of 2-methyl-2,3-epoxypropanal was 1.0% and the conversion of hydrogen was 13.5%. From the above results, 2-methyl- / L of the catalyst was obtained.
The space-time yield of 2,3-epoxypropanal is 9.8 g /
hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0063】〔比較例1〕実施例1における触媒の調製
操作において、テトラクロロ金(III) 酸を使用しない以
外は、同実施例の操作と同様の操作を行うことにより、
比較用の触媒を得た。即ち、金を含有しない酸化チタン
担持酸化ケイ素を、比較用触媒として得た。
Comparative Example 1 The procedure of Example 1 was repeated except that tetrachloroauric acid was not used.
A catalyst for comparison was obtained. That is, titanium oxide-supported silicon oxide containing no gold was obtained as a comparative catalyst.

【0064】そして、実施例1の反応および分析等と同
様の反応および分析等を行うことにより、メタクロレイ
ンの部分酸化反応に対する上記比較用触媒の性能を評価
した。ところが、該比較用触媒には活性が無く、メタク
ロレインの転化率はトレースであり、2−メチル−2,
3−エポキシプロパナールの単流収率、並びに、水素の
転化率は、何れも0%であった。主な反応条件を表1に
示すと共に、結果を表2に示す。
Then, the same reaction and analysis as in Example 1 were performed to evaluate the performance of the comparative catalyst with respect to the partial oxidation reaction of methacrolein. However, the comparative catalyst has no activity, and the conversion of methacrolein is a trace, and 2-methyl-2,
The single-stream yield of 3-epoxypropanal and the conversion of hydrogen were all 0%. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0065】〔比較例2〕実施例1における触媒の調製
操作において、酸化チタン(II)アセチルアセトナートを
使用しない以外は、同実施例の操作と同様の操作を行う
ことにより、比較用の触媒を得た。即ち、金担持酸化ケ
イ素を、比較用触媒として得た。該比較用触媒における
金の含有量を蛍光X線分析法により分析したところ、
0.16重量%であった。
Comparative Example 2 A comparative catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that titanium (II) acetylacetonate was not used in the preparation of the catalyst in Example 1. I got That is, gold-supported silicon oxide was obtained as a comparative catalyst. When the content of gold in the comparative catalyst was analyzed by a fluorescent X-ray analysis method,
0.16% by weight.

【0066】そして、実施例1の反応および分析等と同
様の反応および分析等を行うことにより、メタクロレイ
ンの部分酸化反応に対する上記比較用触媒の性能を評価
した。その結果、メタクロレインの転化率は3.6%で
あり、2−メチル−2,3−エポキシプロパナールの単
流収率は0.5%であり、水素の転化率は15.0%で
あった。上記の結果から、比較用触媒1L当たりの2−
メチル−2,3−エポキシプロパナールの空時収率は
4.9g/hrであった。主な反応条件を表1に示すと
共に、結果を表2に示す。
Then, the same reaction and analysis as in Example 1 were performed to evaluate the performance of the comparative catalyst with respect to the partial oxidation reaction of methacrolein. As a result, the conversion of methacrolein was 3.6%, the single-stream yield of 2-methyl-2,3-epoxypropanal was 0.5%, and the conversion of hydrogen was 15.0%. there were. From the above results, it was found that 2-L per 1 L of the comparative catalyst was used.
The space-time yield of methyl-2,3-epoxypropanal was 4.9 g / hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0067】〔実施例6〕実施例1における触媒の調製
操作と同様の操作を行うことにより、金沈澱物を固定化
した酸化チタン担持酸化ケイ素を乾燥物として得た。次
いで、該乾燥物を、水酸化ナトリウム0.06gおよび
水酸化ルビジウム0.12gをイオン交換水50mlに
溶解させてなる水溶液に浸漬した。そして、乾燥物に水
酸化ナトリウムおよび水酸化ルビジウムを含浸させた
後、該水溶液を濾過した。得られた濾残を120℃で一
晩乾燥させた後、該乾燥物を空気中で400℃、3時
間、焼成することにより、金含有酸化チタン担持酸化ケ
イ素を触媒として得た。該触媒における金属ナトリウム
並びに金属ルビジウムの含有量を蛍光X線分析法により
分析したところ、0.10重量%並びに0.38重量%
であった。
Example 6 By performing the same operation as in the preparation of the catalyst in Example 1, a titanium oxide-supported silicon oxide having a gold precipitate immobilized thereon was obtained as a dried product. Next, the dried product was immersed in an aqueous solution obtained by dissolving 0.06 g of sodium hydroxide and 0.12 g of rubidium hydroxide in 50 ml of ion-exchanged water. After impregnating the dried product with sodium hydroxide and rubidium hydroxide, the aqueous solution was filtered. The obtained residue was dried at 120 ° C. overnight, and the dried product was calcined in air at 400 ° C. for 3 hours to obtain silicon oxide supported on gold-containing titanium oxide as a catalyst. The content of metallic sodium and metallic rubidium in the catalyst was analyzed by X-ray fluorescence spectroscopy.
Met.

【0068】そして、実施例1の反応および分析等と同
様の反応および分析等を行うことにより、メタクロレイ
ンの部分酸化反応に対する上記触媒の性能を評価した。
その結果、メタクロレインの転化率は8.7%であり、
2−メチル−2,3−エポキシプロパナールの単流収率
は2.5%であり、水素の転化率は19.7%であっ
た。上記の結果から、触媒1L当たりの2−メチル−
2,3−エポキシプロパナールの空時収率は24.6g
/hrであった。主な反応条件を表1に示すと共に、結
果を表2に示す。
Then, the same reaction and analysis as those of Example 1 were performed to evaluate the performance of the catalyst for the partial oxidation of methacrolein.
As a result, the conversion of methacrolein was 8.7%,
The single stream yield of 2-methyl-2,3-epoxypropanal was 2.5% and the conversion of hydrogen was 19.7%. From the above results, 2-methyl- / L of the catalyst was obtained.
The space-time yield of 2,3-epoxypropanal is 24.6 g.
/ Hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0069】〔実施例7〕実施例1における触媒の調製
操作と同様の操作を行うことにより、金沈澱物を固定化
した酸化チタン担持酸化ケイ素を乾燥物として得た。次
いで、該乾燥物を、水酸化リチウム0.34gおよび水
酸化セシウム0.19gをイオン交換水50mlに溶解
させてなる水溶液に浸漬した。そして、乾燥物に水酸化
リチウムおよび水酸化セシウムを含浸させた後、該水溶
液を濾過した。得られた濾残を120℃で一晩乾燥させ
た後、該乾燥物を空気中で400℃、3時間、焼成する
ことにより、金含有酸化チタン担持酸化ケイ素を触媒と
して得た。該触媒における金属リチウム並びに金属セシ
ウムの含有量を蛍光X線分析法により分析したところ、
0.31重量%並びに0.52重量%であった。
Example 7 By performing the same operation as that for preparing the catalyst in Example 1, a titanium oxide-supported silicon oxide having a gold precipitate immobilized thereon was obtained as a dried product. Next, the dried product was immersed in an aqueous solution obtained by dissolving 0.34 g of lithium hydroxide and 0.19 g of cesium hydroxide in 50 ml of ion-exchanged water. Then, after the dried product was impregnated with lithium hydroxide and cesium hydroxide, the aqueous solution was filtered. The obtained residue was dried at 120 ° C. overnight, and the dried product was calcined in air at 400 ° C. for 3 hours to obtain silicon oxide supported on gold-containing titanium oxide as a catalyst. When the contents of metallic lithium and metallic cesium in the catalyst were analyzed by X-ray fluorescence analysis,
0.31% by weight and 0.52% by weight.

【0070】次に、ヘテロ元素含有化合物(ヘテロ元素
含有不飽和化合物)としてのアクロレインの部分酸化反
応に対する上記触媒の性能を評価した。即ち、該触媒1
mlを、内径8mmのステンレス製反応管に充填した。
一方、アクロレイン、水素、酸素、およびヘリウムを、
これらの割合が各々9.8容量%、18.4容量%、1
8.4容量%、53.4容量%となるように混合するこ
とにより、原料ガスを調製した。そして、該反応管内に
上記の原料ガスを空間速度3,300hr-1で供給し、
アクロレインを200℃で反応させた。
Next, the performance of the above catalyst with respect to the partial oxidation reaction of acrolein as a hetero element-containing compound (hetero element-containing unsaturated compound) was evaluated. That is, the catalyst 1
ml was filled into a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 8 mm.
Meanwhile, acrolein, hydrogen, oxygen, and helium,
These ratios are 9.8% by volume, 18.4% by volume, 1
The raw material gas was prepared by mixing 8.4% by volume and 53.4% by volume. Then, the raw material gas is supplied into the reaction tube at a space velocity of 3,300 hr -1 ,
Acrolein was reacted at 200 ° C.

【0071】反応開始後、定常状態となった時点で反応
管出口の生成ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーを
用いて、その組成を分析した。その結果、アクロレイン
の転化率は1.0%であり、ヘテロ元素含有オキシド化
合物(ヘテロ元素含有エポキシド化合物)である2,3
−エポキシプロパナールの単流収率は0.5%であり、
水素の転化率は0.9%であった。上記の結果から、触
媒1L当たりの2,3−エポキシプロパナールの空時収
率は5.0g/hrであった。主な反応条件を表1に示
すと共に、結果を表2に示す。
After the reaction started, when a steady state was reached, the product gas at the outlet of the reaction tube was collected and analyzed for its composition by gas chromatography. As a result, the conversion of acrolein was 1.0%, and the hetero element-containing oxide compound (hetero element-containing epoxide compound) 2,3
The single-stream yield of epoxypropanal is 0.5%,
The conversion of hydrogen was 0.9%. From the above results, the space-time yield of 2,3-epoxypropanal per 1 L of the catalyst was 5.0 g / hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0072】〔実施例8〕実施例1における触媒の調製
操作と同様の操作を行うことにより、金沈澱物を固定化
した酸化チタン担持酸化ケイ素を乾燥物として得た。次
いで、該乾燥物を、硝酸マグネシウム六水和物0.70
gおよび硝酸カルシウム四水和物0.50gをイオン交
換水50mlに溶解させてなる水溶液に浸漬した。そし
て、乾燥物に硝酸マグネシウムおよび硝酸カルシウムを
含浸させた後、該水溶液を濾過した。得られた濾残を1
20℃で一晩乾燥させた後、該乾燥物を空気中で400
℃、3時間、焼成することにより、金含有酸化チタン担
持酸化ケイ素を触媒として得た。該触媒における金属マ
グネシウム並びに金属カルシウムの含有量を蛍光X線分
析法により分析したところ、0.20重量%並びに0.
30重量%であった。
Example 8 By performing the same operation as that for preparing the catalyst in Example 1, a titanium oxide-supported silicon oxide having a gold precipitate immobilized thereon was obtained as a dried product. Next, the dried product was treated with magnesium nitrate hexahydrate 0.70
g of calcium nitrate tetrahydrate and 0.50 g of calcium nitrate tetrahydrate were immersed in an aqueous solution prepared by dissolving 50 ml of ion-exchanged water. After the dried product was impregnated with magnesium nitrate and calcium nitrate, the aqueous solution was filtered. 1 residue obtained
After drying overnight at 20 ° C., the dried product is
By calcining at 3 ° C. for 3 hours, a silicon oxide supported on gold-containing titanium oxide was obtained as a catalyst. The content of metallic magnesium and metallic calcium in the catalyst was analyzed by X-ray fluorescence spectroscopy.
It was 30% by weight.

【0073】次に、ヘテロ元素含有化合物(ヘテロ元素
含有不飽和化合物)としてのクロトンアルデヒドの部分
酸化反応に対する上記触媒の性能を評価した。即ち、該
触媒1mlを、内径8mmのステンレス製反応管に充填
した。一方、クロトンアルデヒド、水素、酸素、および
ヘリウムを、これらの割合が各々6.2容量%、19.
2容量%、19.2容量%、55.4容量%となるよう
に混合することにより、原料ガスを調製した。そして、
該反応管内に上記の原料ガスを空間速度3,190hr
-1で供給し、クロトンアルデヒドを210℃で反応させ
た。
Next, the performance of the above catalyst for the partial oxidation reaction of crotonaldehyde as a hetero element-containing compound (hetero element-containing unsaturated compound) was evaluated. That is, 1 ml of the catalyst was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 8 mm. On the other hand, crotonaldehyde, hydrogen, oxygen and helium were respectively 6.2% by volume and 19.
The raw material gas was prepared by mixing so as to be 2% by volume, 19.2% by volume, and 55.4% by volume. And
The raw material gas is introduced into the reaction tube at a space velocity of 3,190 hr.
And crotonaldehyde was reacted at 210 ° C.

【0074】反応開始後、定常状態となった時点で反応
管出口の生成ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーを
用いて、その組成を分析した。その結果、クロトンアル
デヒドの転化率は5.6%であり、ヘテロ元素含有オキ
シド化合物(ヘテロ元素含有エポキシド化合物)である
2,3−エポキシブタナールの単流収率は0.9%であ
り、水素の転化率は8.1%であった。上記の結果か
ら、触媒1L当たりの2,3−エポキシブタナールの空
時収率は6.5g/hrであった。主な反応条件を表1
に示すと共に、結果を表2に示す。
After the start of the reaction, when a steady state was reached, the gas produced at the outlet of the reaction tube was sampled, and its composition was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of crotonaldehyde was 5.6%, and the single-stream yield of 2,3-epoxybutanal, which is a hetero element-containing oxide compound (hetero element-containing epoxide compound), was 0.9%. The conversion of hydrogen was 8.1%. From the above results, the space-time yield of 2,3-epoxybutanal per 1 L of the catalyst was 6.5 g / hr. Table 1 shows the main reaction conditions.
And the results are shown in Table 2.

【0075】〔実施例9〕実施例1における触媒の調製
操作と同様の操作を行うことにより、金沈澱物を固定化
した酸化チタン担持酸化ケイ素を乾燥物として得た。次
いで、該乾燥物を、硝酸ストロンチウム0.10gおよ
び硝酸バリウム0.06gをイオン交換水50mlに溶
解させてなる水溶液に浸漬した。そして、乾燥物に硝酸
ストロンチウムおよび硝酸バリウムを含浸させた後、該
水溶液を濾過した。得られた濾残を120℃で一晩乾燥
させた後、該乾燥物を空気中で400℃、3時間、焼成
することにより、金含有酸化チタン担持酸化ケイ素を触
媒として得た。該触媒における金属ストロンチウム並び
に金属バリウムの含有量を蛍光X線分析法により分析し
たところ、0.12重量%並びに0.10重量%であっ
た。
Example 9 By performing the same operation as that for preparing the catalyst in Example 1, a titanium oxide-supported silicon oxide having a gold precipitate immobilized thereon was obtained as a dried product. Next, the dried product was immersed in an aqueous solution obtained by dissolving 0.10 g of strontium nitrate and 0.06 g of barium nitrate in 50 ml of ion-exchanged water. After impregnating the dried product with strontium nitrate and barium nitrate, the aqueous solution was filtered. The obtained residue was dried at 120 ° C. overnight, and the dried product was calcined in air at 400 ° C. for 3 hours to obtain silicon oxide supported on gold-containing titanium oxide as a catalyst. The content of metal strontium and metal barium in the catalyst was analyzed by X-ray fluorescence spectroscopy, and was found to be 0.12% by weight and 0.10% by weight.

【0076】次に、ヘテロ元素含有化合物(ヘテロ元素
含有不飽和化合物)としてのアリルアルコールの部分酸
化反応に対する上記触媒の性能を評価した。即ち、該触
媒1mlを、内径8mmのステンレス製反応管に充填し
た。一方、アリルアルコール、水素、酸素、およびヘリ
ウムを、これらの割合が各々6.7容量%、19.1容
量%、19.1容量%、55.1容量%となるように混
合することにより、原料ガスを調製した。そして、該反
応管内に上記の原料ガスを空間速度3,200hr-1
供給し、アリルアルコールを150℃で反応させた。
Next, the performance of the above catalyst with respect to the partial oxidation reaction of allyl alcohol as a hetero element-containing compound (hetero element-containing unsaturated compound) was evaluated. That is, 1 ml of the catalyst was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 8 mm. On the other hand, by mixing allyl alcohol, hydrogen, oxygen, and helium such that their proportions are respectively 6.7% by volume, 19.1% by volume, 19.1% by volume, and 55.1% by volume, Source gas was prepared. Then, the above-mentioned raw material gas was supplied into the reaction tube at a space velocity of 3,200 hr -1 , and allyl alcohol was reacted at 150 ° C.

【0077】反応開始後、定常状態となった時点で反応
管出口の生成ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーを
用いて、その組成を分析した。その結果、アリルアルコ
ールの転化率は15.3%であり、ヘテロ元素含有オキ
シド化合物(ヘテロ元素含有エポキシド化合物)である
グリシドールの単流収率は3.8%であり、水素の転化
率は7.2%であった。上記の結果から、触媒1L当た
りのグリシドールの空時収率は26.9g/hrであっ
た。主な反応条件を表1に示すと共に、結果を表2に示
す。
After the start of the reaction, when a steady state was reached, the produced gas at the outlet of the reaction tube was collected and analyzed for its composition by gas chromatography. As a result, the conversion of allyl alcohol was 15.3%, the single stream yield of glycidol, which is a hetero element-containing oxide compound (hetero element-containing epoxide compound), was 3.8%, and the hydrogen conversion was 7%. 0.2%. From the above results, the space-time yield of glycidol per 1 L of the catalyst was 26.9 g / hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0078】〔実施例10〕実施例1における触媒の調
製操作において、テトラクロロ金(III) 酸の使用量を
0.344gから1.00gに変更すると共に、水酸化
カリウムの使用量を0.24gから0.60gに変更し
た以外は、同実施例の操作と同様の操作を行うことによ
り、触媒を得た。該触媒における金並びに金属カリウム
の含有量を蛍光X線分析法により分析したところ、1.
00重量%並びに1.20重量%であった。
Example 10 In the preparation operation of the catalyst in Example 1, the amount of tetrachloroauric acid was changed from 0.344 g to 1.00 g, and the amount of potassium hydroxide was changed to 0.1 g. A catalyst was obtained by performing the same operation as in the example except that the amount was changed from 24 g to 0.60 g. When the contents of gold and metal potassium in the catalyst were analyzed by X-ray fluorescence analysis,
00% and 1.20% by weight.

【0079】次に、ヘテロ元素含有化合物(ヘテロ元素
含有不飽和化合物)としてのアクリル酸メチルの部分酸
化反応に対する上記触媒の性能を評価した。即ち、該触
媒1mlを、内径8mmのステンレス製反応管に充填し
た。一方、アクリル酸メチル、水素、酸素、およびヘリ
ウムを、これらの割合が各々6.4容量%、19.1容
量%、19.1容量%、55.4容量%となるように混
合することにより、原料ガスを調製した。そして、該反
応管内に上記の原料ガスを空間速度3,250hr-1
供給し、アクリル酸メチルを230℃で反応させた。
Next, the performance of the above catalyst for the partial oxidation reaction of methyl acrylate as a hetero element-containing compound (hetero element-containing unsaturated compound) was evaluated. That is, 1 ml of the catalyst was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 8 mm. On the other hand, by mixing methyl acrylate, hydrogen, oxygen, and helium such that their proportions become 6.4% by volume, 19.1% by volume, 19.1% by volume, and 55.4% by volume, respectively. , A raw material gas was prepared. Then, the raw material gas was supplied into the reaction tube at a space velocity of 3,250 hr -1 , and methyl acrylate was reacted at 230 ° C.

【0080】反応開始後、定常状態となった時点で反応
管出口の生成ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーを
用いて、その組成を分析した。その結果、アクリル酸メ
チルの転化率は4.4%であり、ヘテロ元素含有オキシ
ド化合物(ヘテロ元素含有エポキシド化合物)である
2,3−エポキシプロピオン酸メチルの単流収率は0.
4%であり、水素の転化率は18.3%であった。上記
の結果から、触媒1L当たりの2,3−エポキシプロピ
オン酸メチルの空時収率は4.1g/hrであった。主
な反応条件を表1に示すと共に、結果を表2に示す。
After the start of the reaction, when a steady state was reached, the generated gas at the outlet of the reaction tube was collected and analyzed for its composition by gas chromatography. As a result, the conversion of methyl acrylate was 4.4%, and the single flow yield of methyl 2,3-epoxypropionate, which is a hetero element-containing oxide compound (hetero element-containing epoxide compound), was 0.4%.
The conversion of hydrogen was 18.3%. From the above results, the space-time yield of methyl 2,3-epoxypropionate per 1 L of the catalyst was 4.1 g / hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0081】〔実施例11〕実施例1における触媒の調
製操作において、テトラクロロ金(III) 酸の使用量を
0.344gから3.00gに変更した以外は、同実施
例の操作と同様の操作を行うことにより、触媒を得た。
該触媒における金の含有量を蛍光X線分析法により分析
したところ、3.20重量%であった。
Example 11 The procedure of Example 1 was repeated, except that the amount of tetrachloroauric acid used was changed from 0.344 g to 3.00 g. By performing the operation, a catalyst was obtained.
When the content of gold in the catalyst was analyzed by a fluorescent X-ray analysis method, it was 3.20% by weight.

【0082】次に、ヘテロ元素含有化合物(ヘテロ元素
含有不飽和化合物)としてのメタクリル酸メチルの部分
酸化反応に対する上記触媒の性能を評価した。即ち、該
触媒1mlを、内径8mmのステンレス製反応管に充填
した。一方、メタクリル酸メチル、水素、酸素、および
ヘリウムを、これらの割合が各々5.8容量%、19.
3容量%、19.3容量%、55.6容量%となるよう
に混合することにより、原料ガスを調製した。そして、
該反応管内に上記の原料ガスを空間速度3,200hr
-1で供給し、メタクリル酸メチルを150℃で反応させ
た。
Next, the performance of the above catalyst with respect to the partial oxidation reaction of methyl methacrylate as a hetero element-containing compound (hetero element-containing unsaturated compound) was evaluated. That is, 1 ml of the catalyst was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 8 mm. On the other hand, methyl methacrylate, hydrogen, oxygen and helium were respectively 5.8% by volume and 19.
The raw material gas was prepared by mixing so as to be 3% by volume, 19.3% by volume, and 55.6% by volume. And
The raw material gas is introduced into the reaction tube at a space velocity of 3,200 hr.
-1 , and reacted with methyl methacrylate at 150 ° C.

【0083】反応開始後、定常状態となった時点で反応
管出口の生成ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーを
用いて、その組成を分析した。その結果、メタクリル酸
メチルの転化率は1.0%であり、ヘテロ元素含有オキ
シド化合物(ヘテロ元素含有エポキシド化合物)である
2−メチル−2,3−エポキシプロピオン酸メチルの単
流収率は0.3%であり、水素の転化率は3.7%であ
った。上記の結果から、触媒1L当たりの2−メチル−
2,3−エポキシプロピオン酸メチルの空時収率は2.
7g/hrであった。主な反応条件を表1に示すと共
に、結果を表2に示す。
After the start of the reaction, when a steady state was reached, the gas produced at the outlet of the reaction tube was collected, and its composition was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of methyl methacrylate was 1.0%, and the single stream yield of methyl 2-methyl-2,3-epoxypropionate, which is a hetero element-containing oxide compound (hetero element-containing epoxide compound), was 0%. The conversion of hydrogen was 3.7%. From the above results, 2-methyl- / L of the catalyst was obtained.
The space-time yield of methyl 2,3-epoxypropionate is 2.
It was 7 g / hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0084】〔実施例12〕実施例1における触媒の調
製操作と同様の調製操作を行うことにより、触媒を得
た。次に、ヘテロ元素含有化合物(ヘテロ元素含有不飽
和化合物)としての酢酸ビニルの部分酸化反応に対する
上記触媒の性能を評価した。即ち、該触媒1mlを、内
径8mmのステンレス製反応管に充填した。一方、酢酸
ビニル、水素、酸素、およびヘリウムを、これらの割合
が各々6.1容量%、19.6容量%、19.6容量
%、54.7容量%となるように混合することにより、
原料ガスを調製した。そして、該反応管内に上記の原料
ガスを空間速度3,200hr-1で供給し、酢酸ビニル
を210℃で反応させた。
Example 12 A catalyst was obtained by performing the same preparation operation as that of the catalyst in Example 1. Next, the performance of the above catalyst with respect to the partial oxidation reaction of vinyl acetate as a hetero element-containing compound (hetero element-containing unsaturated compound) was evaluated. That is, 1 ml of the catalyst was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 8 mm. On the other hand, vinyl acetate, hydrogen, oxygen, and helium are mixed so that their proportions are 6.1% by volume, 19.6% by volume, 19.6% by volume, and 54.7% by volume, respectively.
Source gas was prepared. Then, the raw material gas was supplied into the reaction tube at a space velocity of 3,200 hr -1 , and vinyl acetate was reacted at 210 ° C.

【0085】反応開始後、定常状態となった時点で反応
管出口の生成ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーを
用いて、その組成を分析した。その結果、酢酸ビニルの
転化率は44.0%であり、ヘテロ元素含有オキシド化
合物(ヘテロ元素含有エポキシド化合物)である酢酸エ
ポキシエチルの単流収率は0.5%であり、水素の転化
率は19.6%であった。上記の結果から、触媒1L当
たりの酢酸エポキシエチルの空時収率は4.4g/hr
であった。主な反応条件を表1に示すと共に、結果を表
2に示す。
After the start of the reaction, the gas produced at the outlet of the reaction tube was sampled at the time of the steady state, and the composition was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of vinyl acetate was 44.0%, the single flow yield of epoxyethyl acetate, which is a hetero element-containing oxide compound (hetero element-containing epoxide compound), was 0.5%, and the hydrogen conversion was Was 19.6%. From the above results, the space-time yield of epoxyethyl acetate per liter of the catalyst was 4.4 g / hr.
Met. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0086】〔実施例13〕実施例1における触媒の調
製操作と同様の調製操作を行うことにより、触媒を得
た。次に、ヘテロ元素含有化合物(ヘテロ元素含有不飽
和化合物)としてのアクリロニトリルの部分酸化反応に
対する上記触媒の性能を評価した。即ち、該触媒1ml
を、内径8mmのステンレス製反応管に充填した。一
方、アクリロニトリル、水素、酸素、およびヘリウム
を、これらの割合が各々3.8容量%、19.7容量
%、19.7容量%、56.8容量%となるように混合
することにより、原料ガスを調製した。そして、該反応
管内に上記の原料ガスを空間速度3,100hr-1で供
給し、アクリロニトリルを260℃で反応させた。
Example 13 A catalyst was obtained by performing the same preparation operation as that of the catalyst in Example 1. Next, the performance of the catalyst for the partial oxidation reaction of acrylonitrile as a hetero element-containing compound (hetero element-containing unsaturated compound) was evaluated. That is, 1 ml of the catalyst
Was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 8 mm. On the other hand, acrylonitrile, hydrogen, oxygen, and helium are mixed so that their proportions are 3.8% by volume, 19.7% by volume, 19.7% by volume, and 56.8% by volume, respectively. Gas was prepared. Then, the above-mentioned raw material gas was supplied into the reaction tube at a space velocity of 3,100 hr -1 , and acrylonitrile was reacted at 260 ° C.

【0087】反応開始後、定常状態となった時点で反応
管出口の生成ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーを
用いて、その組成を分析した。その結果、アクリロニト
リルの転化率は0.5%であり、ヘテロ元素含有オキシ
ド化合物(ヘテロ元素含有エポキシド化合物)である
2,3−エポキシプロピオニトリルの単流収率は0.1
%であり、水素の転化率は30.2%であった。上記の
結果から、触媒1L当たりの2,3−エポキシプロピオ
ニトリルの空時収率は0.36g/hrであった。主な
反応条件を表1に示すと共に、結果を表2に示す。
After the start of the reaction, when a steady state was reached, the product gas at the outlet of the reaction tube was collected and analyzed for its composition by gas chromatography. As a result, the conversion of acrylonitrile was 0.5%, and the single-stream yield of 2,3-epoxypropionitrile, which is a hetero element-containing oxide compound (hetero element-containing epoxide compound), was 0.1%.
% And the conversion of hydrogen was 30.2%. From the above results, the space-time yield of 2,3-epoxypropionitrile per liter of the catalyst was 0.36 g / hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0088】〔実施例14〕実施例1における触媒の調
製操作と同様の調製操作を行うことにより、触媒を得
た。次に、ヘテロ元素含有化合物(含窒素化合物)とし
てのN−メチルモルホリンの部分酸化反応に対する上記
触媒の性能を評価した。即ち、該触媒1mlを、内径8
mmのステンレス製反応管に充填した。一方、N−メチ
ルモルホリン、水素、酸素、およびヘリウムを、これら
の割合が各々9.1容量%、18.6容量%、18.6
容量%、53.7容量%となるように混合することによ
り、原料ガスを調製した。そして、該反応管内に上記の
原料ガスを空間速度3,300hr-1で供給し、N−メ
チルモルホリンを250℃で反応させた。
Example 14 A catalyst was obtained by performing the same preparation operation as in the preparation of the catalyst in Example 1. Next, the performance of the catalyst for the partial oxidation reaction of N-methylmorpholine as a hetero element-containing compound (nitrogen-containing compound) was evaluated. That is, 1 ml of this catalyst is
mm in a stainless steel reaction tube. On the other hand, N-methylmorpholine, hydrogen, oxygen, and helium were used in proportions of 9.1% by volume, 18.6% by volume, and 18.6%, respectively.
The raw material gas was prepared by mixing so as to be 53.7% by volume. Then, the above raw material gas was supplied into the reaction tube at a space velocity of 3,300 hr -1 , and N-methylmorpholine was reacted at 250 ° C.

【0089】反応開始後、定常状態となった時点で反応
管出口の生成ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーを
用いて、その組成を分析した。その結果、N−メチルモ
ルホリンの転化率は19.8%であり、ヘテロ元素含有
オキシド化合物(N−オキシド化合物)であるN−メチ
ルモルホリン−N−オキシドの単流収率は0.5%であ
り、水素の転化率は3.9%であった。上記の結果か
ら、触媒1L当たりのN−メチルモルホリン−N−オキ
シドの空時収率は5.4g/hrであった。主な反応条
件を表1に示すと共に、結果を表2に示す。
After the start of the reaction, when a steady state was attained, the gas produced at the outlet of the reaction tube was collected, and its composition was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of N-methylmorpholine was 19.8%, and the single stream yield of N-methylmorpholine-N-oxide, which is a hetero element-containing oxide compound (N-oxide compound), was 0.5%. And the conversion of hydrogen was 3.9%. From the above results, the space-time yield of N-methylmorpholine-N-oxide per liter of the catalyst was 5.4 g / hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0090】〔実施例15〕実施例1における触媒の調
製操作において、テトラクロロ金(III) 酸の使用量を
0.344gから5.00gに変更すると共に、水酸化
カリウムの使用量を0.24gから0.96gに変更し
た以外は、同実施例の操作と同様の操作を行うことによ
り、触媒を得た。該触媒における金並びに金属カリウム
の含有量を蛍光X線分析法により分析したところ、5.
20重量%並びに2.10重量%であった。
[Example 15] In the preparation operation of the catalyst in Example 1, the amount of tetrachloroauric acid (III) was changed from 0.344 g to 5.00 g, and the amount of potassium hydroxide was reduced to 0. A catalyst was obtained by performing the same operation as in the same example except that the amount was changed from 24 g to 0.96 g. The content of gold and metal potassium in the catalyst was analyzed by X-ray fluorescence analysis.
20% by weight and 2.10% by weight.

【0091】次に、ヘテロ元素含有化合物(ヘテロ元素
含有不飽和化合物)としての塩化アリルの部分酸化反応
に対する上記触媒の性能を評価した。即ち、該触媒1m
lを、内径8mmのステンレス製反応管に充填した。一
方、塩化アリル、水素、酸素、およびヘリウムを、これ
らの割合が各々5.0容量%、19.4容量%、19.
4容量%、56.2容量%となるように混合することに
より、原料ガスを調製した。そして、該反応管内に上記
の原料ガスを空間速度3,150hr-1で供給し、塩化
アリルを320℃で反応させた。
Next, the performance of the above catalyst with respect to the partial oxidation reaction of allyl chloride as a hetero element-containing compound (hetero element-containing unsaturated compound) was evaluated. That is, the catalyst 1m
was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 8 mm. On the other hand, allyl chloride, hydrogen, oxygen and helium were used in proportions of 5.0% by volume, 19.4% by volume and 19.
The raw material gas was prepared by mixing so as to be 4% by volume and 56.2% by volume. Then, the above-mentioned raw material gas was supplied into the reaction tube at a space velocity of 3,150 hr -1 , and allyl chloride was reacted at 320 ° C.

【0092】反応開始後、定常状態となった時点で反応
管出口の生成ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーを
用いて、その組成を分析した。その結果、塩化アリルの
転化率は0.9%であり、ヘテロ元素含有オキシド化合
物(ヘテロ元素含有エポキシド化合物)であるエピクロ
ロヒドリンの単流収率は0.3%であり、水素の転化率
はトレースであった。上記の結果から、触媒1L当たり
のエピクロロヒドリンの空時収率は2.0g/hrであ
った。主な反応条件を表1に示すと共に、結果を表2に
示す。
After the start of the reaction, when a steady state was reached, the generated gas at the outlet of the reaction tube was collected and analyzed for its composition by gas chromatography. As a result, the conversion of allyl chloride was 0.9%, the single-stream yield of epichlorohydrin, which is a hetero element-containing oxide compound (hetero element-containing epoxide compound), was 0.3%, and the conversion of hydrogen was 0.3%. Rate was trace. From the above results, the space-time yield of epichlorohydrin per liter of the catalyst was 2.0 g / hr. The main reaction conditions are shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.

【0093】[0093]

【表1】 [Table 1]

【0094】[0094]

【表2】 [Table 2]

【0095】[0095]

【発明の効果】本発明の請求項1記載のヘテロ元素含有
オキシド化合物の製造方法は、以上のように、金と、酸
化チタンと、比表面積が50m2 /g以上の担体とを含
有する触媒を用いて、水素と酸素との存在下で、ヘテロ
元素含有化合物を部分酸化する方法である。
As described above, the method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 1 of the present invention comprises a catalyst containing gold, titanium oxide, and a carrier having a specific surface area of 50 m 2 / g or more. And partially oxidizing the hetero element-containing compound in the presence of hydrogen and oxygen.

【0096】本発明の請求項2記載のヘテロ元素含有オ
キシド化合物の製造方法は、以上のように、気相で部分
酸化する方法である。
The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 2 of the present invention is a method of performing partial oxidation in a gas phase as described above.

【0097】本発明の請求項3記載のヘテロ元素含有オ
キシド化合物の製造方法は、以上のように、ヘテロ元素
含有化合物がヘテロ元素含有不飽和化合物であり、か
つ、ヘテロ元素含有オキシド化合物がヘテロ元素含有エ
ポキシド化合物である方法である。
[0097] The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 3 of the present invention, as described above, is characterized in that the hetero element-containing compound is a hetero element-containing unsaturated compound and the hetero element-containing oxide compound is a hetero element-containing oxide compound. Epoxide compound.

【0098】本発明の請求項4記載のヘテロ元素含有オ
キシド化合物の製造方法は、以上のように、ヘテロ元素
として、酸素、窒素、およびハロゲン元素からなる群よ
り選ばれる少なくとも一種の元素が含まれている方法で
ある。
In the method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 4 of the present invention, as described above, the hetero element includes at least one element selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, and a halogen element. That's the way you are.

【0099】本発明の請求項5記載のヘテロ元素含有オ
キシド化合物の製造方法は、以上のように、ヘテロ元素
含有化合物が含窒素化合物であり、かつ、ヘテロ元素含
有オキシド化合物がN−オキシド化合物である方法であ
る。
As described above, the method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 5 of the present invention is characterized in that the hetero element-containing compound is a nitrogen-containing compound and the hetero element-containing oxide compound is an N-oxide compound. There is one way.

【0100】本発明の請求項6記載のヘテロ元素含有オ
キシド化合物の製造方法は、以上のように、上記担体
が、酸化ケイ素および/または酸化アルミニウムを含有
する方法である。
The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 6 of the present invention is a method wherein the carrier contains silicon oxide and / or aluminum oxide as described above.

【0101】本発明の請求項7記載のヘテロ元素含有オ
キシド化合物の製造方法は、以上のように、上記触媒
が、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属をさ
らに含有する方法である。
The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 7 of the present invention is a method as described above, wherein the catalyst further contains an alkali metal and / or an alkaline earth metal.

【0102】本発明の請求項8記載のヘテロ元素含有オ
キシド化合物の製造方法は、以上のように、触媒におけ
る金の含有量が0.01重量%以上である方法である。
The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 8 of the present invention is a method in which the gold content in the catalyst is 0.01% by weight or more as described above.

【0103】本発明の請求項9記載のヘテロ元素含有オ
キシド化合物の製造方法は、以上のように、触媒におけ
る金の含有量が0.1重量%〜10重量%であり、酸化
チタンの含有量が0.1重量%〜20重量%であり、か
つ、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の含
有量が0.01重量%〜3重量%である方法である。
According to the method for producing a hetero element-containing oxide compound according to the ninth aspect of the present invention, as described above, the content of gold in the catalyst is 0.1% by weight to 10% by weight, and the content of titanium oxide is Is 0.1% by weight to 20% by weight, and the content of alkali metal and / or alkaline earth metal is 0.01% by weight to 3% by weight.

【0104】これにより、ヘテロ元素含有不飽和化合物
や含窒素化合物等のヘテロ元素含有化合物から、対応す
るヘテロ元素含有エポキシド化合物やN−オキシド化合
物等のヘテロ元素含有オキシド化合物を直接的に、か
つ、過酸化水素やハイドロパーオキシド類を酸化剤とし
て用いる従来の方法よりも安価に製造することができる
という効果を奏する。
As a result, a hetero element-containing oxide compound such as a hetero element-containing epoxide compound or an N-oxide compound is directly and directly converted from a hetero element-containing unsaturated compound or a nitrogen-containing compound such as a hetero element-containing compound. This has the effect that it can be manufactured at lower cost than the conventional method using hydrogen peroxide or hydroperoxides as an oxidizing agent.

フロントページの続き (72)発明者 和田 正大 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会社 日本触媒内 (72)発明者 春田 正毅 大阪府池田市緑丘1丁目8番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 坪田 年 大阪府池田市緑丘1丁目8番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内Continued on the front page (72) Inventor Masahiro Wada 5-8 Nishiburi-cho, Suita-shi, Osaka Nippon Shokubai Co., Ltd. (72) Inventor Masatake Haruta 1-81-31 Midorigaoka, Ikeda-shi, Osaka Industrial Technology Osaka Within the Institute of Industrial Technology (72) Inventor Toshi Tsubota Inside the Osaka Institute of Technology, 1-8-31 Midorioka, Ikeda-shi, Osaka

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金と、酸化チタンと、比表面積が50m2
/g以上の担体とを含有する触媒を用いて、水素と酸素
との存在下で、ヘテロ元素含有化合物を部分酸化するこ
とを特徴とするヘテロ元素含有オキシド化合物の製造方
法。
(1) gold, titanium oxide, and a specific surface area of 50 m 2;
A method for producing a hetero element-containing oxide compound, comprising partially oxidizing a hetero element-containing compound in the presence of hydrogen and oxygen using a catalyst containing at least / g of a carrier.
【請求項2】気相で部分酸化することを特徴とする請求
項1記載のヘテロ元素含有オキシド化合物の製造方法。
2. The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 1, wherein partial oxidation is performed in a gas phase.
【請求項3】ヘテロ元素含有化合物がヘテロ元素含有不
飽和化合物であり、かつ、ヘテロ元素含有オキシド化合
物がヘテロ元素含有エポキシド化合物であることを特徴
とする請求項1または2記載のヘテロ元素含有オキシド
化合物の製造方法。
3. The hetero element-containing oxide according to claim 1, wherein the hetero element-containing compound is a hetero element-containing unsaturated compound, and the hetero element-containing oxide compound is a hetero element-containing epoxide compound. A method for producing a compound.
【請求項4】ヘテロ元素として、酸素、窒素、およびハ
ロゲン元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の元
素が含まれていることを特徴とする請求項3記載のヘテ
ロ元素含有オキシド化合物の製造方法。
4. The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 3, wherein the hetero element includes at least one element selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, and a halogen element.
【請求項5】ヘテロ元素含有化合物が含窒素化合物であ
り、かつ、ヘテロ元素含有オキシド化合物がN−オキシ
ド化合物であることを特徴とする請求項1または2記載
のヘテロ元素含有オキシド化合物の製造方法。
5. The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 1, wherein the hetero element-containing compound is a nitrogen-containing compound, and the hetero element-containing oxide compound is an N-oxide compound. .
【請求項6】上記担体が、酸化ケイ素および/または酸
化アルミニウムを含有することを特徴とする請求項1な
いし5の何れか1項に記載のヘテロ元素含有オキシド化
合物の製造方法。
6. The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 1, wherein the carrier contains silicon oxide and / or aluminum oxide.
【請求項7】上記触媒が、アルカリ金属および/または
アルカリ土類金属をさらに含有することを特徴とする請
求項1ないし6の何れか1項に記載のヘテロ元素含有オ
キシド化合物の製造方法。
7. The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to claim 1, wherein the catalyst further contains an alkali metal and / or an alkaline earth metal.
【請求項8】触媒における金の含有量が0.01重量%
以上であることを特徴とする請求項1ないし7の何れか
1項に記載のヘテロ元素含有オキシド化合物の製造方
法。
8. The gold content of the catalyst is 0.01% by weight.
The method for producing a hetero element-containing oxide compound according to any one of claims 1 to 7, wherein:
【請求項9】触媒における金の含有量が0.1重量%〜
10重量%であり、酸化チタンの含有量が0.1重量%
〜20重量%であり、かつ、アルカリ金属および/また
はアルカリ土類金属の含有量が0.01重量%〜3重量
%であることを特徴とする請求項7または8記載のヘテ
ロ元素含有オキシド化合物の製造方法。
9. The catalyst according to claim 1, wherein the content of gold is 0.1% by weight or more.
10% by weight, and the content of titanium oxide is 0.1% by weight
The hetero element-containing oxide compound according to claim 7 or 8, wherein the content of the alkali metal and / or the alkaline earth metal is 0.01% to 3% by weight. Manufacturing method.
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