JPS60179148A - ペルフルオロカ−ボンポリマ−酸化触媒およびカルボニル化合物の製造方法 - Google Patents

ペルフルオロカ−ボンポリマ−酸化触媒およびカルボニル化合物の製造方法

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JPS60179148A
JPS60179148A JP59035321A JP3532184A JPS60179148A JP S60179148 A JPS60179148 A JP S60179148A JP 59035321 A JP59035321 A JP 59035321A JP 3532184 A JP3532184 A JP 3532184A JP S60179148 A JPS60179148 A JP S60179148A
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ノフルオロメチレンスルホン酸クロム(Il
l)基又はセリウム(n)基を構造栄位とじて持つ側右
1(とベルフルオロカーホ゛ン主鎖とがらシるペルフル
オロカーボンポリマー酸化触媒及び1−記触媒の存在下
でアルコールを酸化してカルボニル化合物を製造する方
法に関する。
アルコールを酸化してアルデヒド、カルボン酸又はケト
ンなとのカルボニル化合物を製造する方法は、工業的に
も、実験室でも、一般的に行なわれている。この酸化は
ヒドロペルオキシドのような有機系過酸化物による酸化
では殆んと進行しないため、クロム(vl)のような強
い酸化力をイ4する無機系酸化剤によってイ)なわれる
。しh化、酸化剤としてクロム(\11)を使用してア
ルコールを酸化する場合には、コム状の沈澱物か生し、
生成物J11ノちアルデヒ1ε、カルホン酸又はケトン
などとの分離及び゛精製が問題となり、且つ生成物の収
率か賎いという不都合を生ずる。更に、酸化には少なく
とも化学量論量以」二のクロム(Vl)を使用するため
、高価で且つ毒性の面で問題のあるクロム(vl)を多
量に使用する、二とになり、経済的にも、また、卒業 
□廃棄物の処理の而からも、問題となる。
、1.へ4.j、フレシェツトらはポリ(ビニルピリノ
ニウ13クロロクロマート)かアルコールの酸化剤とし
て使用で゛きることを発表しでいる(:)ヤーナルオフ
オーカ゛ニックケミストリー・13.2613(19’
78 ))。しかし、かかる酸化剤の使用によりゴl、
状沈澱物の生成を防[1,することはできるものの、ポ
リヒニルビリノニウムは酸化剤(クロムVl)の交換容
量が吐く、このためポリヒニルビリンニウムの使用用か
多いこと、酸化剤としての使用によりポリビニルビリノ
ニウl、は劣化して用使用か困剥(−であること、また
かりに1耳使用するにしても、酸化によりクロ11は1
11価又はIv価に遠足されているjこめ、クロム(V
()とイオン交換したのへ、(史用ぜhはならないとい
う問題かある。
本発明名らは、酸化剤のポリマー・\の担持という観点
から、I゛記問題を解決士べく(11究していたと二ろ
、驚くへき、二とには酸化力を有しないか又は酸化力が
弱いクロl、(Ill)又はセリウム(1v)で゛イオ
ン交換したノフルオロ/チレンスルホン酸基を構造単位
として持つ側鎖とペルフルオロカーボン主鎖とからなる
ペルフルオロカーボンポリマーかアルコールの酸化によ
るカルボニル化合物の製造に有効な触媒となることを見
出し、本発明を完成した。
本発明の触媒は、例えば三級フナルヒドロベルオキシド
、クメンヒドロペルオキシド、過酸化ベンソイル又は臭
素酸ナトリウムなどによりアルフールを酸化してカルボ
ニル化合物を製造するのに使用して、特iこ二級アルコ
ールを酸化してケトンを製造するのに使用して、極めて
有効である。即ち、本発明の触媒は、高価且つ廃棄物処
理問題のあるクロム(vl)に換えて、安価且つ廃棄物
処理問題のないJ−記のような酸化剤を使用で゛きるこ
と、生成物の収率か高く、月つゴl、状沈澱物が生しな
いこと、触媒か固体であるため、液状生成物との分離か
容易であること、更に、触媒か耐酸比性、耐lH剤性な
どの耐薬品性及び耐熱性か′高いため苛酷な反応条1゛
1でも使用て゛と1し)j()生、再利用か’j+fイ
(ヒである、−と、などの茅(の利点をイjしている。
4・発明の触t17、の前駆体となるペルフルオロカー
、1−、ンポリマー(1;J、 十、1川’ct’と右
記する)は、1則t、(−にジフルオロメチレンスルホ
ナ−1”j、!r、即ち−(川・: S 03 X J
:((Xはカナオン)を有9−るちのであり、本発明の
触媒は1、−の11111♀i’iの×をクロl、(I
ll)又はセリウム(IV)でイオン交換したしのであ
る(以1・、かかるイオン交j負1本をCr(l l 
l )/ P l’ CP又1、t Op(IV)/ 
l’ l’ Cl−’ トして表ワ4″)。
1記)ゝl’cI’それ向1本1まフルオロカーホン系
イ4ンンこ換1jl脂として良く知らhて+3す、また
そのプロ)ン2換14c即ちII/l’l”CI’は固
1本超強酸として知られている。1−1・C12はテト
ラフルオロエランとノフルオロ/チレンスルホニ/lフ
ルオリト基(−(21゛、″−30暑−′)含有ビニル
化合物との共小訃木をNa□It又は)l:011のよ
)なtA71基性水溶准中C゛加熱処理し−C1,’ 
、S O〜1゛ノ、1、をノフルオロメチレ/スルホナ
ー1基(−CI”2sc)JX:j二記処理の場合は×
はNa又は1<)に転化することにより得る、二とかで
きる。
Jli型的ナノフルAロメチレンスルボニルフルオリド
基含有ビニル化合物とし−ζは、式0式% ) (式中、+1はo −= 3、mは1・−3,1り「は
F又はCF 3)などて゛表わされるものか例示される
転1ヒ済のポリマー即ち)’ F CPは、ナフィオン
(登録1((線デュポン社製)という商品名で知られて
いる。I−’I’CPの二fE $j’i i、tテ1
ラフルオロエテンと上記ビニル化合物のビニル基より形
成されろペルフルオロカーホンであるため、耐熱、耐薬
品・〆1とらに高く、はとんどの反応条イ′1士で使用
可能である。また、触媒としての活性点は側材1の末端
にあるノフルオロメチレンスルホン酸クロム(Ill)
基又はセリウム(1〜り基である。従って、触媒の活竹
:はンフルオロメチレンスルホン酸基1モル当りの1)
1・CPの重置(g)即ち小敵(以下、IE Wと略記
する)で表わ4−ことかできる。
本発明の触媒として使用されるP l−CPのEWは9
、rに限定されるものではないか、IE Wか3 t)
 fitlit 19.1・′であることか好ましく、
とくに:r o o〜150()の範囲にあることか好
ましい。何故なら、1・、Wかあまりに高いl’ F 
Cf)は触媒の活性点か少なくなるためであり、−ツバ
 1・:Wか低い場合には極性lfiす、例えばエタノ
ールに溶解し、反応生成物との分用(が困姐(になるこ
とかあるためである。
本発明の触媒、即ちCr(Ill)/ P FCF’又
はCc (I V )/ P I’ CP i、t、K
 / F’ F’ CP 又1.t N a /1’l
=’Cilすj、IIの市販品をCr(Ill)基又は
Ce(IV)塩の水溶液に浸漬して通常のイオン交換手
法により1く又はNaをCr(Ill)又はCe(IV
)に1買換すること1こよって、形成される。K又はN
aとのイオン交換は父1リルの全てかCr(III)又
はCe(IV)によっ′ζ置換され′ζいる必要はなく
、例えば5〈)%程度のイオン交換が行なわれていれば
、充分に触媒の活性を維持することかできる。
Cr(lit)/PFCPは、酸化剤の存在下で、−級
アルコールからアルデヒド又はカルボン酸を1ηるため
の、或いは、二級アルコールからケトンをイ4するため
の、触媒として有用であり、一方、Ce(m/r’ [
” CI−’は、二級アルコールからケトンを得るため
の触媒としては有用であるけれども、−級アルコールの
酸化触媒としての効果を実質的に有していない。従って
、−I:、記触媒は分子内に一級水酸基と二級水酸基と
を含む多価アルコールの二級水酸基のみを脱水素酸化し
ケトアルコールを得る場合に、極めて有効である。
(+lI エば゛、+ 、 I (11−・ンンテ゛カ
ンジオールから10−ケトウンデカン暑−オールが式 に示すように、また4−ヒドロオキシメチルシクロヘキ
サノールから4−ヒドロオキシ〆チルシクロヘキザノン
か式 に・jKl−上うに、それぞれ82%と73%の収率で
得られる。
また、分子内に・[飽和結合を持つアルコールの酸化を
Cc(IV)を酸化剤として用い行う場合には、不飽和
結合が水酸尤の酸化を妨:q Cるのに対し、Cc(n
)/ l)F Cl−’ ヲ)rl媒トL で用イル酸
化’r’はアルコールの1・飽和結合かjメ応を妨1J
1゛せす、水酸ノ1(のみを酸比て゛きるという1.1
色をイ+”J−る。
例えは、?−シクaIS゛デセンー1−オールと11−
ドデセン−?−オールの酸化て′はtl応◆−るケトン
かそれそ)し62%と;:0%とい・)高い収率で11
1られる。
尚、本発明の触媒はアルコール類の酸化にのみ力効なわ
けではなく、辿の酸化反応、例又はヒトロキ/ンからキ
ノン・\の酸化反応、スルフィドかれスルホキシド及び
久ルホン・−の酸化反応などにも有効であることはいう
までもない。
以下、本発明を実施例によって説明する。
実施例 1 脱イオン水3 (+ ロ1 lにCr(OAc)+0.
698を溶解した液に、テトラフルオロエテン/ペルフ
ルオロ(3,6−シオキサー4−メチル−7−オクテン
)スルホン酸カリクム共重合体、Ew=i+ocB以下
、K/PFCPと略記する)1.18を入れ、25℃で
36時間攪拌し、イオン交換を行なった。得られた触媒
を炉別し、脱イオン水で洗al後、乾燥した。乾燥した
触媒IB当りCr(III)か0 、6801mo l
吸着されていた。二jtはP F Cl”の全交換容量
の75%かCr(IIL)に交換されたことを示す。
実施例 2 脱イオン水3 +、’l +n lに(N H4)2c
e(N 0))c 1 。
75gを溶解した液に、K/PFCP 1.H8を入れ
、25℃で・36時間攪41・し、イオン交換を行なっ
た。得られた触媒を炉別し、脱イオン水で洗浄後、乾燥
した。乾燥した触媒1H当りCe(IV)か()、54
 InIno l吸着されていた。これはPFCI’の
全交換室1賛の71%かCe(IV)に交換されていた
ことを示1、。
χ極側 :( 1−フェニルエタノール((1,12g、l 、 (,
1+n’+IIo l )のクロロベンセン(2,t)
ml)溶液に、実施例1で“イ()らjまたCr(II
I)/ P FCP(5(1+++8)のクロロベンゼ
ン(]、t)ml)懸濁液を加えた。ついで、L−フチ
ルヒトロベルオキシドのベンセン13itl(2、64
M、1.5ml、4 、f、+ l1lblOl )を
ノ用え、全1本を85°Cで杓゛7時間加熱した。
触媒を7戸別し、そして耐酸エチルで洗浄した。1ノI
液と洗液とを合し、N a l−I S (−) 、水
L8液と食塩水で゛洗浄した。濃縮した生成物をシリカ
ゲルカラムクロマトクラフィーによQ Fry製し、ア
セト7エ/ン(o、+b;)を得た。収率は95%で′
あった。
実施例 、1 表−]記載のアルコール’M 1 mmo l当り、L
−7ナルヒドロペルオキシド4 、 (l mma l
とCr(Ill)/F’F CP 0 、034 「1
1「nolを使用し、実施例3と同一反応条件で、対応
するケトンを得た。収率を表−1に示す。
表−1 実施例 5 1−トチ゛力/−ル101mol当り、1−ブチルヒド
ロペルオキシド゛4 、 Omuno lとCr(II
I)/l’FcPfl。
034 +tu+tolを使用し、80℃、12時間酸
化反応を行なった。トチ゛カナールの耳父砕(は39%
、トチ゛カン酸の収率は15%であった。未反応の1ぜ
デカノールが24%回酸回収た。
実施例 6 実施例2 テ゛4:IうJIJuCe(IV)/ I’
 FC1”(5CLo6、(,1、tl 27 +11
111(11)を分散した表−2記載のアルコール++
111.(1++薗)Iと1−フナルヒドロペル調キシ
ド・1゜(、+ IIIIIIolのベンゼン溶液を、
13 +、) °Cて゛611.¥間加熱し、ス・1応
するケ)・ンを1;また。収率を表−2に示す。
表−2 プ、1jai を列7 実施例2で′1:1られたCe(lい/1)ト’ CI
)(S O+nH1(1、fl 27 ++uno l
 )とNa13rO,7fl (LIIHとを分散及t
li谷角’fした内1酸1こ、夫々、i 、 l (+
−・ンンテパカン2゛オ=ルl 、 fl 11111
101及び・トヒレロオキシ/チルシクロヘキサ/−ル
I 、 (,11111+01を加え、55℃で311
寺間加熱し、生成物をカラl、クロマトで精製する二と
により、夫々、i f)−ランチカン−1−オール15
4m)7(収率82%)及び゛4−ヒドロオキシメチル
シクロヘキサン93mg(収率73%)を447だ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ジフルオロメチレンスルホン酸クロム(Ill)
    又はセリ・ンム(閉基を構造単位として持つ倶■とパー
    フルオロカーボン主11fとからなることを特徴とする
    ベルフルオロカーホ゛ンポリマー酸化触媒。 2、 )70オロメチレンスルホン酸クロ11<m>又
    はヤリ・ンム(閉基を構jム単位として()−9側鎖と
    ペルフルオロカーモジ上鎖とからなるペルフルオロカー
    ボンポリマーの存在下で7ルフールを酸化してカルボニ
    ル化合物を生成せしめることを特徴とするカルボニル化
    合物の製造ノJ法。
JP59035321A 1984-02-28 1984-02-28 ペルフルオロカ−ボンポリマ−酸化触媒およびカルボニル化合物の製造方法 Granted JPS60179148A (ja)

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US06/700,655 US4618724A (en) 1984-02-28 1985-02-11 Perfluorocarbon polymer oxidation catalyst and preparation of carbonyl compound
US06/765,151 US4617153A (en) 1984-02-28 1985-09-17 Perfluorocarbon polymer oxidation catalyst and preparation of carbonyl compound

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US4618724A (en) 1986-10-21
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