JPWO2006062003A1 - ２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒およびトリフルオロアセトアルデヒドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
２，２，２−トリフルオロエタノールからトリフルオロアセトアルデヒドが高転化率、高選択率で得られ、且つ長期寿命を有する触媒を提供することを目的とする。本発明は、少なくともバナジウム酸化物を含む１種以上の金属酸化物がジルコニアに担持されたことを特徴とする２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒である。
Description
０ 本発明は、トリフルオロアセトアルデヒドを製造するための触媒およびこれを用いたトリフルオロアセトアルデヒドの製造方法に関する。
より詳細には、２，２，２−トリフルオロエタノールを分子状酸素または分子状酸素含有ガスにより気相接触酸化し、トリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物を製造するための触媒及びこれを用いたトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物の製造方法に関する。
トリフルオロアセトアルデヒドは、トリフルオロアセトアルデヒド水和物またはトリフルオロアセトアルデヒドヘミアセタールの形態で安定に保存され、これらを直接、または必要に応じ脱水または脱アルコール後、多様なトリフルオロメチル基含有化合物へと変換できるため、医薬、農薬および電子材料等の中間原料として非常に有用な化合物である。
このトリフルオロアセトアルデヒドの合成法としては、
（１）トリフルオロクロロブロモエタンを加水分解する方法（特許文献１等）、
（２）トリクロロアセトアルデヒドを気相反応にてフッ素化する方法（特許文献２等）、
（３）トリフルオロ酢酸またはトリフルオロ酢酸エステルを液相または気相にて還元する方法（非特許文献１、特許文献３等）、
（４）トリフルオロエタノールを気相酸化する方法（特許文献４）等が知られている。
（１）トリフルオロクロロブロモエタンを加水分解する方法（特許文献１等）、
（２）トリクロロアセトアルデヒドを気相反応にてフッ素化する方法（特許文献２等）、
（３）トリフルオロ酢酸またはトリフルオロ酢酸エステルを液相または気相にて還元する方法（非特許文献１、特許文献３等）、
（４）トリフルオロエタノールを気相酸化する方法（特許文献４）等が知られている。
（１）の方法は、毒性の強い水銀化合物を使用する等の問題がある。（２）の方法は、未置換塩素部位が残留した低次フッ素化物が副生するためこれを除去するための複雑なプロセスを必要とする等の問題がある。（３）の方法は、非特許文献１では危険な金属水素化物を使用する等の問題がある。特許文献３では反応転化率が十分でないため、未反応のトリフルオロ酢酸を回収する必要がある。この際、生成物トリフルオロアセトアルデヒドは水と共沸混合物を形成するが（106℃）、トリフルオロ酢酸も水と共沸するため（沸点105.5℃）、分離操作が煩雑となる等の問題がある。
一方、（４）の方法は、分離困難な副生成物は生成しにくい上、未反応の２，２，２−トリフルオロエタノールの蒸留による回収が容易であるため、プロセスを簡素化できる利点がある。特許文献４では、触媒としてバナジウム、クロム、モリブデン、タングステン及びウランからなる群から選ばれる１種の金属酸化物を用い、２，２，２−トリフルオロエタノールを気相接触酸化することにより、高選択率でトリフルオロアセトアルデヒドを得ている。しかし、この方法では、転化率が低く、生産性が低い課題がある。特許文献５では０．１ＴｉＯ２−０．９Ｖ２Ｏ５の組成の触媒を用い、原料ガスとして、空気−オゾンを用い、さらに反応温度を３９０〜４２０℃とすることで転化率を改善している。しかし、当該触媒を用いてもトリフルオロアセトアルデヒドの選択率を１００％とすることはできない。従って、燃焼反応に由来するフッ化水素が副生するが、このフッ化水素は非常に強い腐食性を有するため、触媒が劣化し易く長期に渡って安定した反応成績を得ることが難しい。この点が２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化によりトリフルオロアセトアルデヒドを製造する方法の課題であるが、前記特許文献では触媒寿命に関する検討は全くなされていない。
チェコスロバキア特許第136870号公報
特公昭63-15254号公報
特開平5-294882号公報
米国特許第3038936号明細書
ソビエト連邦特許第1715799号公報
J. Am. Chem. Soc., 76, 300 (1954)
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものである。即ち本発明は、２，２，２−トリフルオロエタノールからトリフルオロアセトアルデヒドが高転化率、高選択率で得られ、且つ長期寿命を有する触媒を提供し、また、この触媒を用いたトリフルオロアセトアルデヒドおよび／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物の製造方法を提供することを目的とする。
前記課題に鑑み本発明者らは鋭意検討した結果、２，２，２−トリフルオロエタノールからトリフルオロアセトアルデヒドを得る反応において、触媒の担体の影響が極めて大きく、バナジウム酸化物を含む１種以上の金属酸化物を特定の担体に担持すると、高転化率、高選択率でトリフルオロアセトアルデヒドが生成し、且つ長期に渡り触媒性能が維持されることを見出した。更に、この触媒を用いて有利にトリフルオロアセトアルデヒドを製造する方法を見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明は下記要旨に関わるものである。
（１） 少なくともバナジウム酸化物を含む１種以上の金属酸化物が担持された，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒であって、ジルコニアを担体とすることを特徴とする２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
（２） ジルコニアの比表面積が１０〜２００ｍ2／ｇの範囲であることを特徴とする（１）に記載の２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
（３） 金属酸化物がバナジウム酸化物と、スズ、モリブデン、タングステンおよびビスマスからなる群から選ばれる１種以上の元素の酸化物を含むことを特徴とする（１）または（２）に記載の２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
（４） 金属酸化物がバナジウム酸化物と酸化スズを含むことを特徴とする（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
（５） （１）ないし（４）のいずれか１項に記載の触媒の存在下、分子状酸素または分子状酸素含有ガスにより２，２，２−トリフルオロエタノールを気相接触酸化することを特徴とするトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物の製造方法。
（６） 気相接触酸化を２００〜４００℃の温度で行うことを特徴とする（５）に記載のトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物の製造方法。
（２） ジルコニアの比表面積が１０〜２００ｍ2／ｇの範囲であることを特徴とする（１）に記載の２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
（３） 金属酸化物がバナジウム酸化物と、スズ、モリブデン、タングステンおよびビスマスからなる群から選ばれる１種以上の元素の酸化物を含むことを特徴とする（１）または（２）に記載の２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
（４） 金属酸化物がバナジウム酸化物と酸化スズを含むことを特徴とする（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
（５） （１）ないし（４）のいずれか１項に記載の触媒の存在下、分子状酸素または分子状酸素含有ガスにより２，２，２−トリフルオロエタノールを気相接触酸化することを特徴とするトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物の製造方法。
（６） 気相接触酸化を２００〜４００℃の温度で行うことを特徴とする（５）に記載のトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物の製造方法。
本発明によれば、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化により、医薬、農薬等の中間原料として有用なトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物を高転化率、高選択率で製造でき、且つ長期寿命を有する触媒が提供される。また、この触媒を用い有利にトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物を製造する方法が提供される。
本発明は、トリフルオロエタノールを気相にて酸化し、トリフルオロアセトアルデヒドおよび／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物を製造する触媒およびこれを用いたトリフルオロアセトアルデヒドおよび／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物の製造方法に関わる。
本発明による酸化反応は、下式のように、反応に伴い１分子の水が生成する。トリフルオロアセトアルデヒド２は、水和物３を生成し易いため、本反応で得られるトリフルオロアセトアルデヒドは、反応条件によって、１）トリフルオロアセトアルデヒド、２）トリフルオロアセトアルデヒド水和物、または、３）トリフルオロアセトアルデヒドとトリフルオロアセトアルデヒド水和物の混合物として得られる場合がある。
本発明の触媒は、バナジウム酸化物を含む１種以上の金属酸化物がジルコニアに担持された触媒である。担体としてジルコニアを用いることにより、高転化率、高選択性でトリフルオロアセトアルデヒドおよび／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物が生成し、且つ長期に渡り触媒性能が維持される。
担体であるジルコニアの結晶系としては、特に限定されず、例えば、単斜晶系、等軸晶系、三方晶系およびアモルファス等を使用することができる。
また、ジルコニアの比表面積は１０〜２００ｍ2／ｇの範囲が好ましい。比表面積が１０ｍ2／ｇ未満の場合、触媒活性が十分でなく、非表面積が２００ｍ2／ｇを超える場合は、燃焼反応等が増大し、選択率の低下を招く。
なお担体の形状は特に限定されず、例えば、球状、円柱状、リング状および半リング状等を用いることができる。
触媒の主活性成分であるバナジウム酸化物は、４価または５価のバナジウム酸化物であり、ＶｍＯｎ（ｎ／ｍ＝２〜２．５）の組成で表すことができる。バナジウム酸化物の担持量は、Ｖ２Ｏ５換算にてジルコニアに対し１〜３０重量％、好ましくは１〜２０重量％である。担持量が１重量％未満の場合反応転化率が十分でなく、３０重量％を超えた場合、反応選択率が低下する場合があり好ましくない。
本発明で用いられるバナジウム源としては、例えば、五酸化バナジウム等の酸化バナジウム、塩化バナジウム、バナジウムアセチルアセトナート等のバナジウム塩、メタバナジン酸アンモニウム等のバナジン酸塩、バナジルアセチルアセトナート、シュウ酸バナジルおよび硫酸バナジル等のバナジル塩等を用いることができる。
本発明の触媒は、バナジウム酸化物に加えて、他の金属酸化物が担持された多元触媒であってもよい。他の金属酸化物を担持することにより、触媒活性が増大したり、選択性が増大する等の効果が発現される。金属元素種としては、スズ、モリブデン、タングステン、ビスマス、アンチモン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、セリウム等が挙げられ、これらのうち、スズ、モリブデン、タングステンおよびビスマスが好ましく、特にスズが活性、選択性の面で好ましい。
これら金属酸化物の担持量は、バナジウムに対する金属のモル比として０．１〜１０である。
金属元素源としては、例えば、塩化モリブデン（V）、塩化タングステン（VI）、塩化スズ（IV）、塩化ビスマス（III）、塩化アンチモン（III）、塩化鉄（III）、塩化ニッケル（II）、塩化クロム（III）、塩化マンガン（II）、塩化コバルト（II）および塩化セリウム（III）等の塩化物、硝酸ビスマス（III）、硝酸鉄（III）、硝酸ニッケル（II）、硝酸クロム（III）、硝酸コバルト（II）および硝酸セリウム（III）等の硝酸塩、硫酸ビスマス（III）、硫酸鉄（III）および硫酸ニッケル（II）等の硫酸塩、炭酸ニッケル（II）等の炭酸塩、酢酸スズ（IV）、酢酸ニッケル（II）等の有機酸塩、酸化モリブデン（VI）、酸化タングステン（VI）および酸化スズ（IV）等の酸化物、モリブデン酸アンモニウム等のモリブデン酸塩及びタングステン酸アンモニウム等のタングステン酸塩等を用いることができる。
本発明で用いられる触媒の調製方法としては、触媒成分の原料を水に溶解または懸濁させ、加熱・濃縮する方法（濃縮法）、触媒成分の原料を所定量の水に溶解し、担体に含浸させる方法（含浸法）等が挙げられる。調製時にシュウ酸や亜硫酸ガスを存在させ、触媒成分を還元溶解して担持してもよい。いずれの方法も、担持後１００〜２００℃で乾燥させ、分子状酸素含有ガスを流通させながら、４００〜６００℃で１〜１０時間焼成する。
次に反応方法について説明する。反応装置としては、特に限定されないが、例えば、固定床流通反応装置、流動床反応装置等を用いることができる。固定床流通反応装置を用いる場合、触媒を充填した反応管を所定の温度に加熱し、原料である２，２，２−トリフルオロエタノールと分子状酸素または分子状酸素含有ガスを導入して反応させることができる。
反応温度は、２００〜４００℃、より好ましくは２５０〜３５０℃である。反応温度が２００℃未満の場合、転化率が低く生産性の面で十分でない。反応温度が４００℃を超えると、燃焼反応等の副反応が増大し選択性が低下するため好ましくない。
原料混合ガスの空間速度（ＳＶ）は、特に制限されないが、１００〜１００００ｈｒ-1、より好ましくは１０００〜５０００ｈｒ-1である。
原料の２，２，２−トリフルオロエタノールのガス濃度（体積％）は特に限定されないが、安全上の理由から２，２，２−トリフルオロエタノールの爆発下限界以下とするのが好ましく、通常、０．５〜６体積％である。また、原料混合ガス中の２，２，２−トリフルオロエタノールに対する酸素のモル比は１〜２０の範囲が好ましい。
分子状酸素含有ガスは、酸素を窒素、ヘリウム等の不活性ガスで希釈することにより所定の酸素濃度として用いることができる。なお、空気または空気を窒素で希釈した混合ガスを使用するのが簡便かつ経済的である。
反応ガスは、冷却により凝縮させるか、水等に吸収させトリフルオロアセトアルデヒド水和物の溶液とした後、公知の蒸留法等によりトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフロロアセトアルデヒド水和物を取り出すことができる。
実施例
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。
実施例
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。
（触媒調製）
4つ口フラスコに蒸留水２５０ｍｌ、メタバナジン酸アンモニウム ５．３ｇ、モリブ
デン酸アンモニウム ８．０ｇを入れ、８０℃に加熱して溶解させた。次にジルコニア（３mmφ円柱状、表面積 ５３m2／ｇ） ５４ｇを入れ、濃縮乾固させた。その後、２００℃で１時間乾燥させた。得られた触媒２０ｍｌを１５mmφ×６００ｍｍのステンレス製反応管に充填し、空気を０．５L／ｍｉｎの速度で流通させながら、５００℃に加熱し、３時間焼成した。
4つ口フラスコに蒸留水２５０ｍｌ、メタバナジン酸アンモニウム ５．３ｇ、モリブ
デン酸アンモニウム ８．０ｇを入れ、８０℃に加熱して溶解させた。次にジルコニア（３mmφ円柱状、表面積 ５３m2／ｇ） ５４ｇを入れ、濃縮乾固させた。その後、２００℃で１時間乾燥させた。得られた触媒２０ｍｌを１５mmφ×６００ｍｍのステンレス製反応管に充填し、空気を０．５L／ｍｉｎの速度で流通させながら、５００℃に加熱し、３時間焼成した。
（反応）
反応管出口に水６００ｇを入れた反応ガス吸収容器を取り付け、触媒層の温度を２６０℃とし、空気を１．４L／ｍｉｎ、２，２，２−トリフルオロエタノールを定量ポンプで０．１３ｇ／ｍｉｎの速度で供給した。
反応管出口に水６００ｇを入れた反応ガス吸収容器を取り付け、触媒層の温度を２６０℃とし、空気を１．４L／ｍｉｎ、２，２，２−トリフルオロエタノールを定量ポンプで０．１３ｇ／ｍｉｎの速度で供給した。
６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率６４％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率９１％であった。
反応を３００時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリルフルオロエタノールの転化率は６３％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率９１％であり、転化率、選択率の低下は認められなかった。
（触媒調製）
4つ口フラスコに蒸留水１５ｍｌ、メタバナジン酸アンモニウム ５．３ｇ、シュウ酸 ８．１ｇを入れ３０分攪拌して溶解させた。次に、酸化スズ（微粉末）６．８ｇを加え更に３０分攪拌を継続した。次に、ジルコニア（3mmφ円柱状、表面積 ５３m2／ｇ）５４ｇを入れ、攪拌しながら加熱し、濃縮乾固させた。その後、２００℃で１時間乾燥させた。得られた触媒２０ｍｌを１５mmφ×６００ｍｍのステンレス製反応管に充填し、空気を０．５L／ｍｉｎの速度で流通させながら、５００℃に加熱し、３時間焼成した。
4つ口フラスコに蒸留水１５ｍｌ、メタバナジン酸アンモニウム ５．３ｇ、シュウ酸 ８．１ｇを入れ３０分攪拌して溶解させた。次に、酸化スズ（微粉末）６．８ｇを加え更に３０分攪拌を継続した。次に、ジルコニア（3mmφ円柱状、表面積 ５３m2／ｇ）５４ｇを入れ、攪拌しながら加熱し、濃縮乾固させた。その後、２００℃で１時間乾燥させた。得られた触媒２０ｍｌを１５mmφ×６００ｍｍのステンレス製反応管に充填し、空気を０．５L／ｍｉｎの速度で流通させながら、５００℃に加熱し、３時間焼成した。
（反応）
触媒層の温度を２９０℃とした以外は実施例１と同様の方法にて２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。
触媒層の温度を２９０℃とした以外は実施例１と同様の方法にて２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。
６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析したところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率９４％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８１％であった。
反応を２０００時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率は９３％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８２％であり、転化率、選択率の低下は認められなかった。
モリブデン酸アンモニウムを用いなかったこと以外、実施例１と同様にして触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。
６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率６７％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８３％であった。
反応を３００時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率は６７％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８２％であり、転化率、選択率の低下は認められなかった。
比表面積が９５m2／ｇ（3mmφ円柱状）のジルコニアを用い、モリブデン酸アンモニウムを用いなかったこと以外は、実施例１と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率６２％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８２％であった。
反応を３００時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率は６１％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８３％であり、転化率、選択率の低下は認められなかった。
比表面積が２５８m2／ｇ（3mmφ球状）のジルコニアを用い、モリブデン酸アンモニウムを用いなかったこと以外は、実施例１と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて
分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率６８％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率６９％であった。
分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率６８％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率６９％であった。
反応を１００時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率は６６％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率６７％であり、転化率、選択率の低下は認められなかった。
モリブデン酸アンモニウムに変えて、タングステン酸アンモニウム ４．９ｇを用いた以外は、実施例１と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率７２％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８０％であった。
反応を１００時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率は７１％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８１％であり、転化率、選択率の低下は認められなかった。
モリブデン酸アンモニウムに変えて、硝酸ビスマス １８ｇを用いた以外は、実施例１と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。
６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率７０％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率７９％であった。
反応を１００時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率は７０％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８０％であり、転化率、選択率の低下は認められなかった。
実施例１と同様の方法で触媒を調製し、触媒量を１６ｍｌとした以外は、実施例１と同様の方法にて反応を行った。６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率４７％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率９３％であった。
反応を１００時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率は４８％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率９３％であり、転化率、選択率の低下は認められなかった。
実施例１と同様の方法で触媒を調製し、触媒層の温度を４１０℃とした以外は、実施例１と同様の方法にて反応を行った。６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率９５％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率６９％であった。反応を１００時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率は９４％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率６９％であり、転化率、選択率の低下は認められなかった。
比較例１
担体としてγ−アルミナ（２〜４mｍφ、球状、表面積１４０m2／ｇ）を用いたこと以外、実施例２と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。
担体としてγ−アルミナ（２〜４mｍφ、球状、表面積１４０m2／ｇ）を用いたこと以外、実施例２と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。
反応６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率８８％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８８％であった。
反応を７２時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリルフルオロエタノールの転化率５５％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率７０％であり、触媒活性および選択性の低下が認められた。
比較例２
担体としてシリカ（3mφ、球状、表面積８０m2／ｇ）を用い、モリブデン酸アンモニウムを用いなかったこと以外、実施例１と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。
担体としてシリカ（3mφ、球状、表面積８０m2／ｇ）を用い、モリブデン酸アンモニウムを用いなかったこと以外、実施例１と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。
反応６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率１２％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率４０％であり、十分な触媒活性と選択性が得られなかった。
また、反応を７２時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率１０％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率３５％であり、触媒活性および選択性の低下が認められた。
比較例３
担体としてジルコニアに変えて、α−アルミナ（３mｍφ、球状、表面積３m2／ｇ）を用い、モリブデン酸アンモニウムを用いなかったこと以外、実施例１と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。反応６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノ
ールの転化率２４％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８５％であり、十分な触媒活性が得られなかった。
担体としてジルコニアに変えて、α−アルミナ（３mｍφ、球状、表面積３m2／ｇ）を用い、モリブデン酸アンモニウムを用いなかったこと以外、実施例１と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。反応６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノ
ールの転化率２４％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率８５％であり、十分な触媒活性が得られなかった。
また、反応を７２時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率１５％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率６８％であり、触媒活性および選択性の低下が認められた。
比較例４
担体としてジルコニアに変えて、チタニア（３mｍφ、球状、表面積６９m2／ｇ）を用い、モリブデン酸アンモニウムを用いなかったこと以外、実施例１と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。反応６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率９３％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率４０％であり、十分な選択性が得られなかった。
担体としてジルコニアに変えて、チタニア（３mｍφ、球状、表面積６９m2／ｇ）を用い、モリブデン酸アンモニウムを用いなかったこと以外、実施例１と同様の方法で触媒を調製し、２，２，２−トリフルオロエタノールの酸化反応を行った。反応６時間後、反応ガス吸収液を19Ｆ-ＮＭＲにて分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率９３％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率４０％であり、十分な選択性が得られなかった。
また、反応を１００時間継続させ、再度分析を行ったところ、２，２，２−トリフルオロエタノールの転化率８０％、トリフルオロアセトアルデヒド水和物の選択率３６％であり、触媒活性および選択性の低下が認められた。
本発明の触媒により、２，２，２−トリフルオロエタノールを酸化し、高転化率、高選択率且つ長期間に渡りトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物を得ることができる。トリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物は医薬、農薬の中間原料として有用である。
Claims (6)
- 少なくともバナジウム酸化物を含む１種以上の金属酸化物が担持された２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒であって、ジルコニアを担体とすることを特徴とする２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
- ジルコニアの比表面積が１０〜２００ｍ2／ｇの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
- 金属酸化物がバナジウム酸化物と、スズ、モリブデン、タングステンおよびビスマスからなる群から選ばれる１種以上の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
- 金属酸化物がバナジウム酸化物と酸化スズを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の２，２，２−トリフルオロエタノール酸化用触媒。
- 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の触媒の存在下、分子状酸素または分子状酸素含有ガスにより２，２，２−トリフルオロエタノールを気相接触酸化することを特徴とするトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物の製造方法。
- 気相接触酸化を２００〜４００℃の温度で行うことを特徴とする請求項５に記載のトリフルオロアセトアルデヒド及び／またはトリフルオロアセトアルデヒド水和物の製造方法。
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