KR20020070502A - Process for the Preparation of Substituted Formamides - Google Patents

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KR20020070502A
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데일 로버트 코울슨
코스탄티노스 디노 카워타키스
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

촉매의 존재하에서 아민을 산화시켜서 치환 포름아미드를 제조하는 방법이 제공된다.There is provided a process for preparing substituted formamide by oxidizing an amine in the presence of a catalyst.

Description

치환 포름아미드 제조 방법 {Process for the Preparation of Substituted Formamides}Process for the Preparation of Substituted Formamides

액상촉매산화반응에 의해 삼차아민으로부터 치환 포름아미드를 제조하는 것이 미국 특허 제4,543,424호 및 거기에 인용된 문헌에 기재되어 있다.The preparation of substituted formamides from tertiary amines by liquid phase catalytic oxidation is described in US Pat. No. 4,543,424 and the literature cited therein.

미국 특허 제3,483,210호에는 백금족 전이금속으로부터 선택되는 불균일계 촉매의 존재하에 액상에서 삼차 N-메틸아민의 메틸기를 대기압에서 산소를 이용하여 포르밀기로 산화시키는 것이 기재되어 있다.U.S. Patent No. 3,483,210 describes the oxidation of methyl groups of tertiary N-methylamines in the liquid phase to formyl using oxygen at atmospheric pressure in the presence of a heterogeneous catalyst selected from platinum group transition metals.

메틸아민은 실리카-알루미나와 같은 산성 촉매 위에서 메탄올 및 암모니아의 기상반응에 의해 제조된다. 이 촉매를 이용하여 제조되는 아민의 대표적인 몰비는 CH3NH2:(CH3)2NH:(CH3)3N = 17:21:62 (평형값)이다. 그러나, 시장 수요는 디메틸아민의 경우가 가장 크다. 이 아민의 주요 용도 중 한가지는 디메틸포름아미드와 같은 용매 제조 용도이다. 대표적으로, 트리메틸아민을 추가의 메탄올과 반응시켜서 보다 많은 양의 상업적으로 바람직한 디메틸아민을 제조한다. 추가의 디메틸아민 또는 그의 유도체, 예를들면 디메틸포름아미드의 제조에 트리메틸아민을 이용하기 위한 효율적인 공정이 필요하다.Methylamine is prepared by the gas phase reaction of methanol and ammonia on an acidic catalyst such as silica-alumina. A representative molar ratio of amine prepared using this catalyst is CH 3 NH 2 : (CH 3 ) 2 NH: (CH 3 ) 3 N = 17: 21: 62 (equilibrium value). However, market demand is greatest for dimethylamine. One of the main uses of this amine is in the manufacture of solvents such as dimethylformamide. Typically, trimethylamine is reacted with additional methanol to produce higher amounts of commercially desirable dimethylamine. There is a need for an efficient process for using trimethylamine in the production of further dimethylamine or derivatives thereof, such as dimethylformamide.

본 발명은 촉매의 존재 하에서 삼차아민의 측쇄를 기상 산화반응시켜서 치환 포름아미드를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing substituted formamide by gas phase oxidation of the side chain of a tertiary amine in the presence of a catalyst.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명은The present invention

(i) (a) 화학식 AxAuyM1-(x+y)(여기서, A는 Cu, Cr, Ru, Co 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, M은 Al, Mg, Nb, Si, Ti, Zr 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, x는 0.001 내지 0.5이고, y는 0 내지 0.2임)의 크세로겔 또는 에어로겔; (b) H4PMo11VO40, H5PMo10V2O40,H6PMo9V3O40및 H7P2Mo17VO62로 이루어진 군으로부터 선택되는 헤테로폴리산; (c) H4+(6-z)PMo10VEO40, H5+(6-z)PMo9V2EO40, H6+(6-z)PMo8V3EO40및 H7+(6-z)P2Mo16VEO62(여기서, E는 Cu, Cr, Zn 및 Co로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이고, z는 E의 원자가임)로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 치환 헤테로폴리산; (d) QqH4PMo11VO40, QqH5PMo10V2O40, QqH6PMo9V3O40, QqH7P2Mo17VO62, QqH4+(6-z)PMo10VEO40, QqH5+(6-z)PMo9V2EO40, QqH6+(6-z)PMo8V3EO40및 QqH7+(6-z)P2Mo16VEO62(여기서, Q는 Ag 및 Cs로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, Q가 Ag인 경우 q는 0 내지 (수소원자 수)×0.5이고, Q가 Cs인 경우 q는 0 내지 (수소원자 수)×1임)로 이루어진 군으로부터 선택된 헤테로폴리산 염; (e) 화학식 Rur(HPA)sM1-(r+s)(여기서, r은 0.001 내지 0.1이고, s는 0.001 내지 0.05이고, HPA는 촉매 (b) 및 (d)의 헤테로폴리산 및 헤테로폴리산 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, M은 Al, Mg, Nb, Si, Ti 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임)의 크세로겔 또는 에어로겔 복합물; 및 (f) 화학식 (BitCouNiv)wMo1-wOa(여기서, t, u 및 v는 각각 독립적으로 0 내지 1이고, t+u+v=1, w는 0.01 내지 0.75이고, a는 1.125 내지 4.875임)의 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 촉매의 존재 하에, 기상의 산소를 화학식 CH3NR2(여기서, R은 C1-C8알킬, 페닐, 나프틸 및 C1-C4알킬 치환 페닐 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임)의 화합물과 접촉시키고,(i) (a) Formula A x Au y M 1- (x + y) , wherein A is selected from the group consisting of Cu, Cr, Ru, Co, and combinations thereof, and M is Al, Mg, Nb , Si, Ti, Zr and combinations thereof, x is from 0.001 to 0.5, y is from 0 to 0.2) xerogel or aerogel; (b) a heteropolyacid selected from the group consisting of H 4 PMo 11 VO 40 , H 5 PMo 10 V 2 O 40 , H 6 PMo 9 V 3 O 40 and H 7 P 2 Mo 17 VO 62 ; (c) H 4+ (6-z) PMo 10 VEO 40 , H 5+ (6-z) PMo 9 V 2 EO 40 , H 6+ (6-z) PMo 8 V 3 EO 40 and H 7+ ( 6-z) metal substituted heteropolyacids selected from the group consisting of P 2 Mo 16 VEO 62 , wherein E is an element selected from the group consisting of Cu, Cr, Zn and Co, z is the valence of E; (d) Q q H 4 PMo 11 VO 40 , Q q H 5 PMo 10 V 2 O 40 , Q q H 6 PMo 9 V 3 O 40 , Q q H 7 P 2 Mo 17 VO 62 , Q q H 4+ (6-z) PMo 10 VEO 40 , Q q H 5+ (6-z) PMo 9 V 2 EO 40 , Q q H 6+ (6-z) PMo 8 V 3 EO 40 and Q q H 7+ ( 6-z) P 2 Mo 16 VEO 62 wherein Q is selected from the group consisting of Ag and Cs, where Q is Ag, q is from 0 to (number of hydrogen atoms) × 0.5, and when Q is Cs Is 0 to (number of hydrogen atoms) × 1) heteropolyacid salt selected from the group consisting of; (e) Formula Ru r (HPA) s M 1- (r + s), where r is 0.001 to 0.1, s is 0.001 to 0.05, HPA is a heteropolyacid and heteropolyacid salt of catalysts (b) and (d) X, or aerogel composite of M), M is selected from the group consisting of Al, Mg, Nb, Si, Ti, and Zr; And (f) Formula (Bi t Co u Ni v ) w Mo 1-w O a , wherein t, u and v are each independently 0 to 1, t + u + v = 1, w is 0.01 to 0.75 And a is 1.125 to 4.875 in the presence of a catalyst selected from the group consisting of metal oxides, oxygen in the gaseous phase is represented by the formula CH 3 NR 2 , wherein R is C 1 -C 8 alkyl, phenyl, naphthyl and C 1 -C 4 alkyl substituted phenyl or mixtures thereof), and

ii) 화학식 HC(O)NR2의 N-치환 포름아미드를 회수하는ii) recovering N-substituted formamide of the formula HC (O) NR 2

것을 포함하는 상기 치환 포름아미드의 제조 방법을 기재한다.It describes a method for producing the substituted formamide comprising a.

또한, 화학식 AxAuyM1-(x+y)(여기서, A는 Cu, Cr, Ru, Co 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이고, M은 Al, Mg, Nb, Si, Ti, Zr 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이고, x는 0.001 내지 0.5이고, y는 0 내지 0.2임)의 크세로겔 또는 에어로겔을 포함하는 조성물도 기재한다.Further, the formula A x Au y M 1- (x + y) , wherein A is selected from the group consisting of Cu, Cr, Ru, Co, and combinations thereof, and M is Al, Mg, Nb, Si, Ti , Zr and combinations thereof, x is from 0.001 to 0.5, y is from 0 to 0.2).

또한, 화학식 Rur(HPA)sM1-(r+s)(여기서, r은 0.001 내지 0.1이고, s는 0.001 내지 0.05이고, HPA는 헤테로폴리산 및 헤테로폴리산 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, M은 Al, Mg, Nb, Si, Ti 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택되는것임)의 크세로겔 또는 에어로겔 복합물을 포함하는 조성물도 기재한다.Further, the formula Ru r (HPA) s M 1- (r + s) , wherein r is from 0.001 to 0.1, s is from 0.001 to 0.05, HPA is selected from the group consisting of heteropolyacids and heteropolyacid salts, and M is Also described are compositions comprising xerogel or aerogel composites of Al, Mg, Nb, Si, Ti and Zr).

상세한 설명details

산화될 삼차아민 출발물질은 화학식 CH3NR2(여기서, R은 C1-C8알킬, 페닐, 나프틸 및 C1-C4알킬 치환 페닐 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임)에 따르는 것이라면 어떠한 것이라도 될 수 있다. 산화생성물은 화학식 HC(O)NR2에 대응하는 어떠한 포름아미드라도 될 수 있다. 트리메틸아민을 디메틸 포름아미드로 산화시키는 것이 바람직하다.The tertiary amine starting material to be oxidized is of the formula CH 3 NR 2 , wherein R is selected from the group consisting of C 1 -C 8 alkyl, phenyl, naphthyl and C 1 -C 4 alkyl substituted phenyl or mixtures thereof. Anything that follows can be anything. The oxidation product may be any formamide corresponding to the formula HC (O) NR 2 . Preference is given to oxidizing trimethylamine with dimethyl formamide.

이 방법에 사용된 산소는 순수한 것이거나, 불활성 기체와 혼합된 것이거나, 또는 공기일 수 있다. 공기를 사용하는 것이 바람직하다.The oxygen used in this process may be pure, mixed with inert gas, or air. Preference is given to using air.

이 반응은 대표적으로 약 125℃ 내지 약 450℃, 바람직하게는 약 150℃ 내지 약 275℃의 온도에서 수행된다. 반응압력은 대표적으로 약 1 기압(100 kPa) 내지 약 10 기압(1000 kPa)이다.This reaction is typically carried out at a temperature of about 125 ° C to about 450 ° C, preferably about 150 ° C to about 275 ° C. The reaction pressure is typically from about 1 atmosphere (100 kPa) to about 10 atmospheres (1000 kPa).

산화생성물은 생성물 혼합물로부터 분별 증류와 같은 통상의 기술에 의해 회수된다.Oxidation products are recovered from the product mixture by conventional techniques such as fractional distillation.

본 발명에 기재된 촉매는 함침, 크세로겔 또는 에어로겔 형성, 환류 및 이온교환에 의한 폴리옥소메탈레이트 형성, 냉동건조, 분무건조 및 분무하소와 같은 다양한 공지방법에 의해 제조될 수 있다. 촉매 분말, 압출물 및 펠렛 이외에, 반응기에 사용하기에 충분한 다공도를 갖는다면, 모노리스(monolith)도 사용될 수 있다.The catalyst described in the present invention can be prepared by various known methods such as impregnation, xerogel or aerogel formation, polyoxometallate formation by reflux and ion exchange, lyophilization, spray drying and spray calcination. In addition to catalyst powders, extrudates and pellets, monoliths can also be used provided they have sufficient porosity for use in the reactor.

본 발명에 사용되는 크세로겔 또는 에어로겔은 하나 이상의 용해된 성분(들)로부터 유래된 활성 촉매 성분(들)을 포함하고, 매트릭스 성분(들)의 용액으로부터 유래되는 매트릭스 물질을 포함한다. 매트릭스는 알콕시드의 가수분해 및 다른 시약과의 축합으로부터 유래되는 옥시드 및 옥시히드록시드의 골격구조이다. 골격구조는 대표적으로 전체 촉매 조성물의 30 중량% 이상을 이룬다. 매트릭스 물질은 합해서 촉매 조성물의 30 몰% 내지 99.9 몰%, 바람직하게는 65 몰% 내지 85 몰%를 이루는 마그네슘, 규소, 티탄, 지르코늄 또는 알루미늄, 옥시드/히드록시드 크세로겔 또는 에어로겔 또는 이들의 혼합물을 포함한다.Xerogels or aerogels used in the present invention comprise the active catalyst component (s) derived from one or more dissolved component (s) and comprise a matrix material derived from a solution of the matrix component (s). The matrix is the framework of oxides and oxyhydroxides derived from hydrolysis of alkoxides and condensation with other reagents. The framework typically comprises at least 30% by weight of the total catalyst composition. The matrix material may comprise magnesium, silicon, titanium, zirconium or aluminum, oxide / hydroxide xerogels or aerogels which together form from 30 mol% to 99.9 mol%, preferably 65 mol% to 85 mol% of the catalyst composition. It contains a mixture of.

본 발명에서, 하나 이상의 금속 알콕시드(예를들면, 알루미늄 이소프로폭시드)가 겔 제조를 위한 출발물질로서 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 무기 금속 알콕시드는 알콕시드기에 1 내지 20개의 탄소원자, 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소원자를 함유하는, 바람직하게는 액상 반응매질에 용해될 수 있는, 알콕시드라면 어떠한 것이라도 포함할 수 있다. 알루미늄 이소프로폭시드, 티타늄 이소프로폭시드 및 지르코늄 이소프로폭시드와 같은 C1-C4알콕시드가 바람직하다.In the present invention, one or more metal alkoxides (eg aluminum isopropoxide) may be used as starting material for gel preparation. Inorganic metal alkoxides used in the present invention may include any alkoxide containing an alkoxide group containing 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, and preferably dissolved in a liquid reaction medium. Can be. Preference is given to C 1 -C 4 alkoxides such as aluminum isopropoxide, titanium isopropoxide and zirconium isopropoxide.

상업적으로 입수가능한 알콕시드가 사용될 수 있다. 그러나, 무기 알콕시드는 다른 경로로 제조될 수 있다. 몇가지 예는 촉매의 존재 하에서 원자가 0의 금속과 알콜의 직접반응을 포함한다. 많은 알콕시드는 금속 할라이드와 알콜의 반응에 의해 형성될 수 있다. 알콕시 유도체는 알콕시드와 알콜을 리간드교환반응으로 반응시킴으로써 합성될 수 있다. 또, 금속 디알킬아미드와 알콜의 직접반응도 알콕시드 유도체를 형성한다. 추가 예는 문헌{"Metal Alkoxides" by D.C. Bradleyet al., Academic Press, (1978)}에 기재되어 있다.Commercially available alkoxides can be used. However, inorganic alkoxides can be prepared by other routes. Some examples include the direct reaction of an alcohol with zero valence metal in the presence of a catalyst. Many alkoxides can be formed by the reaction of metal halides with alcohols. Alkoxy derivatives can be synthesized by reacting alkoxides with alcohols in a ligand exchange reaction. Moreover, the direct reaction of metal dialkylamide and alcohol also forms an alkoxide derivative. Further examples are described in "Metal Alkoxides" by D.C. Bradley et al., Academic Press, (1978).

알콜을 함유하는 겔 또는 알코겔(alcogel)의 합성에서 제1 단계는 먼저 알콕시드 및 다른 시약의 비수성 용액 및 물과 같은 양성자성 용매를 함유하는 별도의 용액을 제조하는 것을 포함한다. 알콕시드 용액이 양성자성 용매를 함유하는 용액과 혼합될 때, 알콕시드가 중합되어 겔을 형성한다.The first step in the synthesis of alcohols or gels containing alcohols involves first preparing a non-aqueous solution of alkoxides and other reagents and a separate solution containing a protic solvent such as water. When the alkoxide solution is mixed with a solution containing a protic solvent, the alkoxide polymerizes to form a gel.

이 방법에 사용된 용해 매질은 일반적으로 1-단계 합성에서 사용된 무기 알콕시드 또는 알콕시드들 및 첨가된 추가의 금속 시약 및 촉진제를 위한 용매이어야 한다. 모든 성분들의 그들의 각 매질(수성 및 비수성)에서의 용해도는 고도로 분산된 물질을 생성하는 것이 바람직하다. 가용성 시약들을 이러한 방식으로 사용함으로써, 활성 금속 및 촉진제 시약의 혼합 및 분산은 원자수준에 근접할 수 있고, 사실상 그들 각자의 용액에서의 그들의 분산도를 반영시킨다. 이 방법에 의해 제조된 전구체 겔은 고도로 분산된 활성 금속 및 촉진제를 함유할 것이다. 고도의 분산은 나노미터 크기 범위의 촉매 금속 입자를 생성하는 결과를 가져온다.The dissolution medium used in this process should generally be a solvent for the inorganic alkoxide or alkoxides used in the one-step synthesis and additional metal reagents and promoters added. The solubility of all components in their respective media (aqueous and non-aqueous) preferably produces highly dispersed materials. By using soluble reagents in this manner, the mixing and dispersion of active metals and promoter reagents can be close to the atomic level, reflecting in fact their dispersion in their respective solutions. The precursor gel prepared by this method will contain highly dispersed active metals and promoters. High dispersion results in the production of catalytic metal particles in the nanometer size range.

주목할 만한 것은 겔의 촉매 금속 성분이 별도의 양성자성 용매(예: 물)에 용해되고, 이러한 촉매 금속 화합물(들)의 용액이 매트릭스 성분(들)의 비수성 용액과 혼합되는 실시태양이다. 또한, 주목할 만한 것은 촉매 금속 성분이 매트릭스 성분(들)과 동일한 비수성 용액에 용해되고, 수성 보충액이 사용되는 실시태양이다.Notable is an embodiment where the catalytic metal component of the gel is dissolved in a separate protic solvent such as water and the solution of such catalytic metal compound (s) is mixed with the non-aqueous solution of the matrix component (s). Also noteworthy is an embodiment in which the catalytic metal component is dissolved in the same non-aqueous solution as the matrix component (s) and an aqueous replenishment solution is used.

대표적으로, 사용되는 용매의 양의 농도는 알콕시드 함량과 관련있다. 26.5:1의 에탄올:전체 알콕시드 몰비가 사용될 수 있지만, 에탄올:전체 알콕시드의몰비는 약 5:1 내지 53:1이거나, 또는 이보다 더 클 수 있다. 많은 과량의 알콜이 사용되는 경우에는 일반적으로 겔화가 즉시 일어나지 않고, 약간의 용매 증발이 필요할 것이다. 낮은 용매 농도에서는, 그 정도의 공극부피 및 표면적을 갖는 더 무거운 겔이 형성될 것이다.Typically, the concentration of the amount of solvent used is related to the alkoxide content. Although an ethanol: total alkoxide molar ratio of 26.5: 1 may be used, the molar ratio of ethanol: total alkoxide may be about 5: 1 to 53: 1, or greater. If a large excess of alcohol is used, gelation will generally not occur immediately and some solvent evaporation will be required. At low solvent concentrations, heavier gels will be formed with such pore volume and surface area.

본 발명에서, 알콜 가용성 알콕시드 및 다른 시약에 물 및 수용액을 적가하여 가수분해 및 축합을 유발시킨다. 알콕시드계에 따라, 수분 또는 수시간 내에 분간할 수 있는 겔화점에 도달할 수 있다. 첨가되는 전체 물(수용액 중에 존재하는 물을 포함함) 대 첨가되는 전체 Al, Mg, Nb, Si, Ti 및 Zr의 몰비는 반응될 특정 무기 알콕시드에 따라 달라질 것이다.In the present invention, water and aqueous solutions are added dropwise to alcohol soluble alkoxides and other reagents to cause hydrolysis and condensation. Depending on the alkoxide system, it is possible to reach a gelling point which can be differentiated within minutes or hours. The molar ratio of the total water added (including water present in the aqueous solution) to the total Al, Mg, Nb, Si, Ti and Zr added will depend on the particular inorganic alkoxide to be reacted.

일반적으로, 0.1:1 내지 10:1의 물:알콕시드 몰비가 이용된다. 그러나, 지르코늄(알콕시드)4및 티타늄(알콕시드)4의 경우에는 4:1에, Mg(알콕시드)2의 경우에는 2:1에, Al(알콕시드)3의 경우에는 3:1에, Nb(알콕시드)5의 경우에는 5:1에, Si(알콕시드)의 경우에는 4:1에 가까운 비가 이용될 수 있다. 반응에 이용되는 물의 양은 반응 혼합물 중의 무기 알콕시드를 가수분해시키는 데 필요한 계산치이다. 알콕시드종을 가수분해시키는 데 필요한 것보다 낮은 비가 이용되면 부분 가수분해된 물질이 생성되는데, 이 물질은 대부분의 경우 숙성 과정 및 대기 수분 존재에 따라 훨씬 느린 속도로 겔화점에 도달한다.Generally, a water: alkoxide molar ratio of 0.1: 1 to 10: 1 is used. However, in the case of zirconium (alkoxide) 4 and titanium (alkoxide) 4 it is at 4: 1, in the case of Mg (alkoxide) 2 at 2: 1 and in the case of Al (alkoxide) 3 at 3: 1. , A ratio close to 5: 1 for Nb (alkoxide) 5 and 4: 1 for Si (alkoxide) can be used. The amount of water used for the reaction is a calculated value for hydrolyzing the inorganic alkoxide in the reaction mixture. Use of a lower ratio than necessary to hydrolyze the alkoxide species results in partially hydrolyzed material, which in most cases reaches the gel point at a much slower rate depending on the aging process and the presence of atmospheric moisture.

무기 알콕시드 매질에 산성 또는 염기성 시약의 첨가는 가수분해반응 및 축합반응의 반응속도, 및 가용성 금속 및 촉진제 시약을 포획 또는 혼입하는 알콕시드 전구체로부터 유래된 옥시드/히드록시드 매트릭스의 미세구조에 영향을 줄 수 있다. 일반적으로, 1 내지 12의 pH가 이용될 수 있다. 1 내지 6의 pH 범위가 바람직하다.The addition of acidic or basic reagents to the inorganic alkoxide medium can affect the kinetics of hydrolysis and condensation reactions, and the microstructure of the oxide / hydroxy matrix derived from alkoxide precursors that capture or incorporate soluble metals and promoter reagents. May affect In general, a pH of 1 to 12 may be used. A pH range of 1 to 6 is preferred.

본 발명의 알코겔 형성 반응 후, 겔을 약간 숙성시킴으로써 겔화 공정을 완결시키는 것이 필요할 수 있다. 이 숙성은 1분 내지 수일이 걸릴 수 있다. 일반적으로, 모든 알코겔은 공기 중에서 실온에서 적어도 수 시간 동안 숙성한다.After the alcohol formation reaction of the present invention, it may be necessary to complete the gelling process by slightly aging the gel. This ripening can take from one minute to several days. Generally, all alcohols are aged for at least several hours at room temperature in air.

알코겔로부터의 용매 제거는 몇가지 방법으로 달성될 수 있다. 진공건조에 의하거나 또는 공기 중에서의 가열에 의한 제거는 크세로겔을 형성한다. 그 물질의 에어로겔은 대표적으로 오토클레이브와 같은 가압 시스템에 넣음으로써 형성될 수 있다. 본 발명에서 생성된 용매 함유 겔은 초임계 유체에 의해 용매가 더 이상 추출되지 않을 때까지 초임계 유체가 겔 물질을 통해 흐르게 함으로써 그것이 임계 온도 및 압력 이상의 유체와 접촉될 수 있는 오토클레이브에 놓는다. 에어로겔 물질을 제조하기 위해 이러한 추출을 수행할 때, 여러가지 유체가 그들의 임계 온도 및 압력에서 이용될 수 있다. 이 방법에 적당한 이러한 유체의 예는 프레온(Freon,등록상표) 플루오로클로로메탄(예: 프레온(등록상표) 11 (CCl3F), 프레온(등록상표) 12 (CCl2F2) 또는 프레온(등록상표) 114(CClF2CClF2))으로 대표되는 플루오로클로로카본, 암모니아 및 이산화탄소를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 대표적으로, 추출 유체는 대기 조건에서 기체이어서, 건조시 액체/고체 계면에서의 모세관력으로 인한 공극 붕괴를 피할 수 있다. 대부분의 경우, 생성된 물질은 초임계가 아닌 조건에서 건조된 물질보다 더 높은 표면적을 가진다.Solvent removal from the alcohol can be accomplished in several ways. Removal by vacuum drying or by heating in air forms xerogels. Aerogels of the material can typically be formed by placing in a pressurization system such as an autoclave. The solvent containing gels produced in the present invention are placed in an autoclave whereby the supercritical fluid flows through the gel material until the solvent is no longer extracted by the supercritical fluid, thereby allowing it to be in contact with fluids above the critical temperature and pressure. When performing such extraction to produce airgel materials, various fluids may be used at their critical temperatures and pressures. Examples of such fluids suitable for this method are Freon® fluorochloromethane (eg Freon® 11 (CCl 3 F), Freon® 12 (CCl 2 F 2 ) or Freon ( Fluorochlorocarbon, ammonia, and carbon dioxide, as represented by 114 (CClF 2 CClF 2 )). Typically, the extraction fluid is a gas at atmospheric conditions, so that drying can avoid void collapse due to capillary forces at the liquid / solid interface. In most cases, the resulting material has a higher surface area than the material dried in non-supercritical conditions.

이렇게 제조된 크세로겔 및 에어로겔은 옥시드 또는 옥시히드록시드 매트릭스 중에 분산된 전구체 염이라고 말할 수 있다. 히드록실 함량의 최대 이론치는 중심금속원자의 원자가에 대응한다. 또한, H2O:알콕시드 몰비는 최종 크세로겔 화학양론에 영향을 줄 수 있고, 따라서 비숙성된 겔에는 잔류 -OR기가 존재할 것이다. 그러나, 계속되는 중합 및 탈수 과정에서 대기 수분과의 반응은 이들을 대응하는 -OH 및 -O기로 전환시킬 것이다. 또한, 숙성, 심지어 불활성 조건하에서의 숙성은 계속되는 가교결합 및 중합, 즉 겔 형성을 통해 -OH의 축합을 달성하여 H2O를 제거할 수 있다. 부분적으로, -OH의 가교결합 및 전환의 정도는 화학식에 나타낸 히드록실 함량의 가변적인 화학양론으로 나타내어진다. 그 예는 AlO1.5-z(OH)2z(여기서, z는 변수이고, 1.5(전부 히드록실인 경우) 내지 0 (전부 옥시드인 경우)임)이다.The xerogels and aerogels thus prepared can be said to be precursor salts dispersed in an oxide or oxyhydroxide matrix. The maximum theoretical value of hydroxyl content corresponds to the valence of the central metal atom. In addition, the H 2 O: alkoxide molar ratio can affect the final xerogel stoichiometry, so there will be residual -OR groups in the unmatured gel. However, the reaction with atmospheric moisture in the course of subsequent polymerization and dehydration will convert them to the corresponding -OH and -O groups. Aging, even under inert conditions, can achieve condensation of —OH through subsequent crosslinking and polymerization, ie gel formation, to remove H 2 O. In part, the degree of crosslinking and conversion of —OH is represented by variable stoichiometry of the hydroxyl content shown in the formula. Examples are AlO 1.5-z (OH) 2z , where z is a variable and is 1.5 (for all hydroxyl) to 0 (for all oxide).

본 발명의 또다른 실시태양에서, 겔 제조를 위한 출발물질로서 하나 이상의 무기 금속 콜로이드가 사용될 수 있다. 이들 콜로이드는 콜로이드성 알루미나 졸, 콜로이드성 지르코니아 졸, 콜로이드성 티타니아 졸, 혼합 산화물 콜로이드 졸, 콜로이드성 실리카 졸, 삼원 또는 그 이상의 산화물 졸 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이들 콜로이드성 졸 중 몇가지는 상업적으로 입수가능하다. 또, 문헌 {"Inorganic Colloid Chemistry", Volumes 1, 2 and 3, J. Wiley and Sons, Inc., 1935}에 기재된 바와 같이 콜로이드 제조 방법도 몇가지 있다. 콜로이드 형성은핵형성 및 성장, 또는 서브분할(subdivision) 또는 분산 공정을 포함한다. 예를들면, 가수(hydrous) 이산화티타늄 졸은 암모니아 히드록시드를 4가 티타늄염의 용액에 첨가한 후 묽은 알칼리에 의해 해교(재분산)함으로써 제조될 수 있다. 지르코늄 산화물 졸은 소듐 옥시클로라이드의 투석에 의해 제조될 수 있다. 다른 졸의 제조도 이들 문헌에 기재되어 있다.In another embodiment of the invention, one or more inorganic metal colloids can be used as starting material for gel preparation. These colloids include colloidal alumina sol, colloidal zirconia sol, colloidal titania sol, mixed oxide colloidal sol, colloidal silica sol, ternary or more oxide sol and mixtures thereof. Some of these colloidal sols are commercially available. There are also several methods for producing colloids as described in "Inorganic Colloid Chemistry", Volumes 1, 2 and 3, J. Wiley and Sons, Inc., 1935. Colloidal formation includes nucleation and growth, or subdivision or dispersion processes. For example, hydrous titanium dioxide sol can be prepared by adding ammonia hydroxide to a solution of tetravalent titanium salt and then peptising (redispersing) with dilute alkali. Zirconium oxide sol can be prepared by dialysis of sodium oxychloride. The preparation of other sols is also described in these documents.

테트라에틸오르토실리케이트 및 유기 티타네이트 에스테르(DuPont Company에 의해 "타이조르(등록상표)"(Tyzor,등록상표)라는 상품명으로 판매됨)와 같은 상업적으로 입수가능한 알콕시드가 사용될 수 있다. 또, 무기 알콕시드는 다양한 경로에 의해 제조될 수 있다. 그 예는 적당한 촉매의 존재 하에서의 원자가 0의 금속과알콜의 직접 반응 및 금속 할라이드와 알콜의 반응을 포함한다. 알콕시 유도체는 알콕시드와 알콜을 리간드 교환반응으로 반응시킴으로써 합성될 수 있다. 금속 디알킬아미드와 알콜의 직접 반응도 알콕시드 유도체를 형성한다. 추가 예는 문헌[D.C. Bradley et al., Metal Alkoxides(Academic Press,1978)]에 기재되어 있다.Commercially available alkoxides such as tetraethylorthosilicate and organic titanate esters (sold under the trade name " Tyzor " by the DuPont Company) can be used. In addition, inorganic alkoxides can be prepared by various routes. Examples include the direct reaction of metals with zero valence and alcohols in the presence of a suitable catalyst and the reaction of metal halides with alcohols. Alkoxy derivatives can be synthesized by reacting alkoxides with alcohols by ligand exchange reactions. Direct reaction of metal dialkylamides with alcohols also forms alkoxide derivatives. Further examples are given in D.C. Bradley et al., Metal Alkoxides (Academic Press, 1978).

본 발명의 방법의 바람직한 실시태양에서는, 미리 형성된 물 중의 콜로이드성 졸 또는 아쿠아졸(aquasol)이 사용된다. 아쿠아졸은 입자크기가 2 내지 50 nm의 범위인 콜로이드성 입자로 이루어진다. 일반적으로, 더 작은 일차입자크기(2 내지 5 nm)가 바람직하다. 미리 형성된 콜로이드는 안정화 방법에 따라 10 내지 35 중량%의 콜로이드성 옥시드 또는 다른 물질을 함유한다. 일반적으로, (부분산화반응의 경우, 촉매 또는 촉진제로서) 활성 금속 성분 첨가 후, 최종의 불안정한콜로이드는 약 1 내지 35 중량%의 고체, 바람직하게는 약 1 내지 20 중량%의 고체를 가질 수 있다.In a preferred embodiment of the process of the invention, a colloidal sol or aquasol in preformed water is used. Aquasol consists of colloidal particles having a particle size in the range of 2 to 50 nm. In general, smaller primary particle sizes (2-5 nm) are preferred. Preformed colloids contain from 10 to 35% by weight colloidal oxide or other material, depending on the stabilization method. In general, after addition of the active metal component (as catalyst or promoter, in the case of partial oxidation), the final unstable colloid may have about 1 to 35% by weight solids, preferably about 1 to 20% by weight solids. .

콜로이드성 옥시드 또는 그들의 혼합물은 일차 및 촉진제 양이온종의 가용성 염 첨가 동안 산 또는 염기 첨가에 의해 또는 용매 제거에 의해(이들 두가지는 모두 pH를 변경시키는 것임) 불안정해진다. 불안정해졌을 때 입자들이 충분히 밀접하게 접촉되어 있으면, 표면 히드록실과 같은 표면 관능기들 사이에 중합 및 가교결합 반응이 일어날 수 있다. 본 발명의 한 실시태양에서는, 용매 중의 옥시드 및 다른 종들의 원래 안정한 불균질 분산액인 콜로이드를 불안정하게 하여 콜로이드성 겔을 생성한다. 어떤 경우에는, 불안정화는 산 또는 염기 첨가로 콜로이드성 현탁액의 pH 및 이온강도를 변화시키는 가용성 염, 예를들면 염화물 또는 질산염의 첨가에 의해, 또는 용매 제거에 의해 유발된다. 일반적으로, pH 변화는 가용성 염 첨가에 수반하여 일어난다. 일반적으로, 이것이 용매 제거보다 바람직하다. 일반적으로, 콜로이드를 불안정화시키는 데는 약 0 내지 약 12의 pH 범위가 사용될 수 있지만, 매우 큰 극값은 응집 및 침전을 일으킬 수 있다. 이러한 이유 때문에, 일반적으로, 약 2 내지 8의 pH 범위가 바람직하다.Colloidal oxides or mixtures thereof become unstable by acid or base addition or by solvent removal (both of which change pH) during the soluble salt addition of primary and promoter cationic species. If the particles are in sufficiently intimate contact when unstable, polymerization and crosslinking reactions may occur between surface functional groups such as surface hydroxyls. In one embodiment of the present invention, colloids, which are originally stable heterogeneous dispersions of oxides and other species in a solvent, are destabilized to produce colloidal gels. In some cases, destabilization is caused by the addition of soluble salts, such as chlorides or nitrates, or solvent removal, which change the pH and ionic strength of the colloidal suspension with acid or base addition. Generally, pH changes occur with the addition of soluble salts. In general, this is preferred over solvent removal. Generally, a pH range of about 0 to about 12 can be used to destabilize the colloid, but very large extremes can cause aggregation and precipitation. For this reason, in general, a pH range of about 2 to 8 is preferred.

이 방법에 사용된 매질은 대표적으로 수성이지만, 비수성 콜로이드도 사용될 수 있다. 사용되는 추가의 금속 또는 무기 시약(즉, Cr의 염 또는 촉진제)은 적절한 수성 및 비수성 매질에 용해될 수 있어야 한다.The medium used in this method is typically aqueous, but non-aqueous colloids may also be used. The additional metal or inorganic reagents used (ie, salts or promoters of Cr) should be soluble in the appropriate aqueous and non-aqueous media.

겔로부터의 용매 제거를 상기한 바와 같은 몇가지 방법에 의해 달성함으로써 에어로겔 또는 크세로겔을 제조할 수 있다.Aerogels or xerogels can be prepared by achieving solvent removal from the gel by several methods as described above.

본 발명의 헤테로폴리산(HPA) 촉매(촉매(b), (c) 및 (d))는 대표적으로 수성 방법에 의해 제조된다. 요망되는 전이금속으로 치환되고 바나듐으로 촉진된 헤테로폴리산을 제공하도록 계산된 양인 적절한 양의 시약들을 물 중에서 혼합하고 승온으로 가열한다. 알맞은 온도는 환류 온도(100 ℃)이고, 알맞은 시간은 하룻밤 동안이다. 그러나, 시간/온도가 모든 시약들이 용해되어 맑고 보통은 고도로 착색된 용액을 형성하기에 충분하다면, 시간 및 온도는 중요한 것은 아니다. 어떤 경우에는, 반응이 환류온도에서 2 시간 이내에 완결되고, 어떤 경우에는 더 오랜 시간이 요구된다.Heteropolyacid (HPA) catalysts (catalysts (b), (c) and (d)) of the present invention are typically produced by an aqueous method. Appropriate amounts of reagents, in amounts calculated to give the vanadium-promoted heteropolyacid substituted with the desired transition metal, are mixed in water and heated to elevated temperature. Suitable temperature is reflux temperature (100 ° C.) and suitable time is overnight. However, if time / temperature is sufficient to dissolve all reagents to form a clear, usually highly colored solution, time and temperature are not critical. In some cases, the reaction is completed within 2 hours at reflux temperature, and in some cases a longer time is required.

바람직하게는, 반응은 공기 분위기에서 수행된다. 불활성 분위기도 사용될 수 있다. 이 방법은 보통 상압에서 수행되지만, 승압 또는 감압도 이용될 수 있다. 교반은 필요로 하는 것은 아니지만, 보통 열 전달을 돕기 위해 제공된다.Preferably, the reaction is carried out in an air atmosphere. Inert atmospheres may also be used. This method is usually carried out at normal pressure, but elevated or reduced pressure may also be used. Agitation is not required, but is usually provided to aid in heat transfer.

HPA 제조를 위해서는 상업적으로 입수가능한 시약이 사용된다. 요구되는 총량(gross amount)을 계산할 수 있도록 시약의 순도가 알려져야 한다. 사용되는 시약의 양은 화학양론적으로 지시되는 양의 ±5% 이내, 바람직하게는 ±2% 이내이어야 한다.Commercially available reagents are used for HPA preparation. The purity of the reagents should be known so that the gross amount required can be calculated. The amount of reagent used should be within ± 5%, preferably within ± 2% of the stoichiometrically indicated amount.

생성물은 반응혼합물을 건조될 때까지 증발시킴으로써 단리된다. 이것은 공지 방법으로, 대표적으로 그 공정을 빠르게 진행시키기 위해 진공을 이용하여 행할 수 있다. 단리된 생성물은 그 자체로 사용될 수 있거나, 또는 HPA의 후속 사용에특정 장비가 이용되는 경우, 생성물 HPA를 사용 전에 다양한 크기 및 모양의 입자로 가공 또는 제조할 수 있다. 즉, 생성물은 특정 장비에 사용하기 위해 요구되는바에 따라서 그라인딩(grinding)되거나, 펠렛화되거나, 브리케트(briquette)형으로 만들어지거나, 평판형으로 만들어지거나, 또는 다른 모양으로 성형될 수 있다.The product is isolated by evaporation of the reaction mixture until it is dried. This is a known method and typically can be done using a vacuum to speed up the process. The isolated product can be used on its own or, if specific equipment is used for subsequent use of the HPA, the product HPA can be processed or prepared into particles of various sizes and shapes before use. That is, the product can be ground, pelletized, briquette, flattened, or otherwise shaped as required for use in a particular equipment.

상기 제조 과정의 별법들은 목적하는 HPA의 암모늄염을 제조한 후 열처리하여 암모니아를 제거하는 것을 포함한다. 또다른 별법은 이온 교환을 이용해 HPA의 목적하는 산 형태를 생성하는 것이다.Alternatives to the preparation process include preparing an ammonium salt of the desired HPA followed by heat treatment to remove ammonia. Another alternative is to generate the desired acid form of HPA using ion exchange.

헤테로폴리산 및 적절한 졸 겔 유래 물질의 크세로겔 또는 에어로겔 복합물도 본 발명에 사용될 수 있고, 이것은 발명의 요약란에 촉매(e) 부분에 설명되어 있다. 이 복합물은 수용성 헤테로폴리산을 알콕시드가 가수분해되는 동안에 알콕시드 용액에, 또는 겔 물질을 제조하기 위해 아쿠아졸을 불안정화시키기 전 또는 그 동안에 아쿠아졸에 첨가함으로써 합성될 수 있다. 이 첨가 동안, 다른 무기 시약들(예를들면, 헤테로폴리산에 대해 반대이온으로서 기능할 수 있는 양이온종으로서 Ru)이 첨가될 수 있다.Xerogel or aerogel complexes of heteropolyacids and suitable sol gel derived materials can also be used in the present invention, which are described in the catalyst (e) section in the Summary of the Invention. This complex can be synthesized by adding a water soluble heteropoly acid to the alkoxide solution during the alkoxide hydrolysis, or to the aquasol before or during the destabilization of the aquasol to prepare a gel material. During this addition, other inorganic reagents (eg Ru as cationic species which can function as counterions for heteropoly acids) can be added.

냉동건조 과정이 몇가지 촉매 조성물(예: 발명의 요약란의 촉매(f) 부분에 기재된 바와 같은 것들)에 이용될 수 있고, 이것은 촉매 전구체가 물에 또는 신속하게(1분 미만에) 냉동될 수 있는 다른 용매 중에 용해될 수 있다면 유용하다. 전구체 염을 적절한 양의 용매에 용해시켜 용액 또는 미세 콜로이드를 형성한다. 이어서, 용액을 액체 질소와 같은 적절한 매질에 침지시켜 신속하게 냉각 및 냉동시킨다. 용액이 신속하게 냉동되면, 염 및 다른 성분들은 친밀하게 혼합될 것이고, 유의한 정도로 분리되지 않을 것이다. 냉동된 고체를 냉동건조챔버로 옮긴다. 용액은 배기시켜 수증기를 제거하면서 냉동 상태로 유지시킨다.Lyophilization processes can be used for several catalyst compositions (eg, as described in the catalyst (f) section of the Summary of the Invention), which allows the catalyst precursor to be frozen in water or rapidly (in less than one minute). It is useful if it can be dissolved in other solvents. The precursor salt is dissolved in an appropriate amount of solvent to form a solution or fine colloid. The solution is then rapidly cooled and frozen by immersion in a suitable medium such as liquid nitrogen. If the solution is frozen quickly, the salts and other ingredients will be intimately mixed and will not be separated to a significant extent. The frozen solids are transferred to a freeze drying chamber. The solution is evacuated and kept frozen while removing water vapor.

분무건조 과정은 상기 발명의 요약란의 촉매 (a), (b), (c), (d), (e) 및 (f)에 기재된 촉매 전구체 또는 촉매 화합물을 함유하는 용액, 콜로이드 또는 슬러리를 사용하는 것을 포함한다. 이 기술은 이들 액체(보통 수성이지만, 배타적인 것은 아님)를 분무액(spray)으로 어토마이제이션(atomization)하고, 분무액과 건조 매질(보통, 뜨거운 공기임)을 접촉시켜 수분을 증발시키는 것으로 이루어진다. 분무액의 건조는 건조된 입자의 수분 함량이 목적하는 양이 될 때까지 진행되고, 생성물은 적당한 분리기술(보통, 사이클론 분리가 이용됨)에 의해 회수된다. 분무건조법에 대한 상세한 설명은 문헌[Spray Drying Handbook, 4th edition by K Masters (Longman Scientific and Technical, John Wiley and Sons, NY) c. 1985]에서 찾을 수 있다.The spray drying process uses a solution, colloid or slurry containing the catalyst precursor or catalyst compound described in the catalysts (a), (b), (c), (d), (e) and (f) in the summary section of the invention. It involves doing. The technique involves atomizing these liquids (usually aqueous, but not exclusively) with a spray, and evaporating moisture by contacting the spray with a dry medium (usually hot air). Is done. Drying of the spray liquid proceeds until the moisture content of the dried particles reaches the desired amount, and the product is recovered by suitable separation techniques (usually cyclone separation is used). A detailed description of the spray drying method can be found in the Spray Drying Handbook, 4th edition by K Masters (Longman Scientific and Technical, John Wiley and Sons, NY) c. 1985].

분무하소는 용액 또는 콜로이드를 사용하는 것을 포함하지만, 일반적으로 1 공정 단계로 건조 및 소성(고온에서)시켜 촉매 분말을 제조하는 것을 포함한다.Spray calcining involves the use of solutions or colloids, but generally involves drying and firing (at high temperatures) in one process step to produce a catalyst powder.

본 발명에 기재된 실험에서는, 2-섹션(section) 비르티스(Virtis) 냉동건조유닛을 이용하였다. 냉동된 고체가 배기 중에 해동되는 것을 방지하기 위해 냉동 선반을 이용하였다. 다음 실시예에서 모든 %는 달리 지시되지 않는 한 중량 기준이다.In the experiment described in the present invention, a 2-section Virtis lyophilization unit was used. A freezing shelf was used to prevent frozen solids from thawing in the exhaust. All percentages in the following examples are by weight unless otherwise indicated.

촉매 시험을 위한 일반 절차General Procedure for Catalyst Testing

대표적인 시험에서, 6.4 ㎜(1/4") 스테인레스강 반응기에 정해진 부피(0.625 ml)의 촉매(이것을 제자리에 고정하는 데 이용되는 실리카 울(wool)과 함께)를 넣고, 질소 하에서 초기반응온도(175 ℃)로 가열시켰다. 기체 공급 시스템은 1.5% 트리메틸아민/20% 산소/78.5% 질소의 혼합물을 1 기압에서 20.9 cc/분의 일정 유속으로 반응기에 전달하도록 구성하였다. 반응기 샘플을 취하기 전에, 미반응 공급 기체 샘플을 취하여 기체 조성을 확정하였다. 기체 혼합물 분석은 GC에 의해 수행하였다. 두 개의 검출기(불꽃 이온화 검출기 및 열 전도도 검출기)를 포함하는 휴렛 팩커드(Hewlett-Packard) 모델 5890 기체 크로마토그래피 유닛을 이용하여 유출 기체를 분석하였다. 사용된 컬럼은 (1) 3.05 m(10')×3.2 ㎜(1/8") 스테인레스강 60/80 메쉬(0.25/0.18 ㎜) 몰레큘라 시브(Molecular Sieve) 13X 컬럼(H2O, N2및 CO 분리에 이용됨) 및 0.61 m(2') × 3.2 ㎜(1/8") 스테인레스강 80/100 메쉬(0.18/0.15 ㎜) 헤이셉(Haysep) R(등록상표) (디비닐벤젠 및 N-비닐-2-피롤리돈의 코폴리머) 컬럼(H2O, CO2및 부탄 분리에 이용됨)의 조합, 및 (2) 20 m × 0.53 ㎜ DBI(디메틸폴리실록산) 모세관 컬럼(유기물질 분리에 이용됨)을 포함하였다. 모든 컬럼의 캐리어 기체로는 헬륨을 사용하였다. 두 컬럼 시스템에 의한 분석은 2개의 500 ㎕ 샘플 루프로부터 취한 별개의 샘플들을 이용하여 동시에 수행하였다. 각 샘플이 적절하게 분석되도록 밸브 개폐 도식을 이용하였다. GC를 프로그래밍하여 전체 분석이 15.45분 이내에 완결될 수 있도록 컬럼 온도를 조절하였다.In a representative test, a 6.4 mm (1/4 ") stainless steel reactor was placed in a defined volume (0.625 ml) of catalyst (with silica wool used to hold it in place) and the initial reaction temperature under nitrogen ( 175 ° C.) The gas supply system was configured to deliver a mixture of 1.5% trimethylamine / 20% oxygen / 78.5% nitrogen to the reactor at a constant flow rate of 20.9 cc / min at 1 atmosphere. Unreacted feed gas samples were taken to confirm the gas composition Gas mixture analysis was performed by GC Hewlett-Packard Model 5890 Gas Chromatography Unit including two detectors (flame ionization detector and thermal conductivity detector) The effluent gas was analyzed using (1) 3.05 m (10 ') x 3.2 mm (1/8 ") stainless steel 60/80 mesh (0.25 / 0.18 mm) Molecular Sieve 13X columns (Used for H 2 O, N 2 and CO separation) and 0.61 m (2 ') × 3.2 mm (1/8 ") stainless steel 80/100 mesh (0.18 / 0.15 mm) Haysep R (registered trademark) ) (Copolymer of divinylbenzene and N-vinyl-2-pyrrolidone) column (used to separate H 2 O, CO 2 and butane), and (2) 20 m × 0.53 mm DBI (dimethylpolysiloxane) A capillary column (used for organic separation) was included Helium was used as the carrier gas for all columns The analysis by the two column system was performed simultaneously using separate samples taken from two 500 μl sample loops. Valve opening and closing schemes were used to ensure that each sample was properly analyzed, and the GC was programmed to adjust the column temperature so that the entire analysis could be completed within 15.45 minutes.

몇몇 화합물의 반응인자(response factor)는 두가지 방법을 이용하여 결정하였다: (1) 기체 또는 액체의 시린지 주입 또는 (2) 기체의 샘플 루프 주입.Response factors for some compounds were determined using two methods: (1) syringe injection of gas or liquid or (2) sample loop injection of gas.

공급 기체 분석 후, 반응한 기체 샘플을 3 또는 4개 온도(175℃, 225℃, 275℃ 및 다시 175℃) 각각에서 채취하고 그것들을 상기한 바와 같이 분석하였다. 시험은 최종 공급 기체 샘플을 분석을 위해 채취함으로써 종결하였다. 이어서, 데이타를 모아서 계산하여 트리메틸아민의 전환율 및 디메틸포름아미드 및 모노메틸포름아미드에 대한 선택도를 결정하였다.After feed gas analysis, the reacted gas samples were taken at each of three or four temperatures (175 ° C., 225 ° C., 275 ° C. and again 175 ° C.) and analyzed as described above. The test was terminated by taking the final feed gas sample for analysis. The data was then collected and calculated to determine the conversion of trimethylamine and the selectivity for dimethylformamide and monomethylformamide.

촉매 시험 결과를 하기 표 1 내지 5에 나타내었다.The catalyst test results are shown in Tables 1-5 below.

레전드legend

T : 온도CT : 접촉시간T: Temperature CT: Contact time

TMA : (CH3)3NDMF : (CH3)2NCHOTMA: (CH 3 ) 3 NDMF: (CH 3 ) 2 NCHO

MMF : CH3NHCHOMMF: CH 3 NHCHO

실시예 1Example 1

150 mL 페트리 디쉬에 온화하게 소용돌이치게 하면서 에탄올 중의 마그네슘 메톡시드의 0.349M 용액 47.33 ㎖를 에탄올 중의 AuCl3의 0.02M 용액 21.776 ㎖와 함께 첨가하였다. 제2단계에서는, 크롬 히드록시드 아세테이트 수용액 (Cr3(OH)2(CH3CO2)7) 0.87 ㎖(0.5M)를 서서히 첨가하였다. 겔화점에 도달하였고, 그 물질을 사용전 24시간 이상 숙성시켰다. 5시간 동안 진공 하에 120 ℃에서 건조시킨 후, 물질을 1시간 동안 공기 중에서 250 ℃에서 소성시켰다. 소성된 분말을 사용전에 20,000 psig(138 mPa)에서 펠렛화하고, -40,+60 메쉬(-0.42,+0.25 ㎜) 스크린으로 입상화하였다. 촉매의 공칭 금속 조성은 Au0.025Cr0.025Mg0.95였다.47.33 mL of a 0.349M solution of magnesium methoxide in ethanol was added together with 21.776 mL of a 0.02M solution of AuCl 3 in ethanol with gentle swirling in a 150 mL Petri dish. In the second step, 0.87 mL (0.5 M) of aqueous chromium hydroxide acetate (Cr 3 (OH) 2 (CH 3 CO 2 ) 7 ) was slowly added. The gel point was reached and the material aged for at least 24 hours before use. After drying at 120 ° C. under vacuum for 5 hours, the material was calcined at 250 ° C. in air for 1 hour. The calcined powder was pelleted at 20,000 psig (138 mPa) and granulated with a -40, +60 mesh (-0.42, +0.25 mm) screen before use. The nominal metal composition of the catalyst was Au 0.025 Cr 0.025 Mg 0.95 .

실시예 2Example 2

실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 따르되, 단, 시약을 다음과 같이 사용하였다: 에탄올 중의 알루미늄 이소프로폭시드의 0.05M 용액 68.19 ㎖, 에탄올 중의 AuCl3의 0.02M 용액 1.740 ㎖ 및 크롬 히드록시드 아세테이트 수용액(Cr3(OH)2(CH3CO2)7) 0.07㎖(0.5M). 촉매의 공칭 금속 조성은 Au0.01Cr0.01Mg0.98이었다.Follow the same procedure as described in Example 1 except that the reagent was used as follows: 68.19 ml of 0.05 M solution of aluminum isopropoxide in ethanol, 1.740 ml of 0.02 M solution of AuCl 3 in ethanol and chromium hydroxide 0.07 mL (0.5 M) of aqueous acetate solution (Cr 3 (OH) 2 (CH 3 CO 2 ) 7 ). The nominal metal composition of the catalyst was Au 0.01 Cr 0.01 Mg 0.98 .

실시예 3Example 3

실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 따르되, 단, 시약을 다음과 같이 사용하였다: 에탄올 중의 테트라에틸 오르토실리케이트의 0.6 vol% 용액 0.317 ㎖, 에탄올 중의 AuCl3의 0.02M 용액 22.436 ㎖, 에탄올 중의 마그네슘 메톡시드의 0.349 M 용액 46.349 ㎖ 및 크롬 히드록시드 아세테이트 수용액(Cr3(OH)2(CH3CO2)7) 0.897㎖(0.5M). 촉매의 공칭 금속 조성은 Au0.025Mg0.9025Cr0.015Si0.0475이었다.Follow the same procedure as described in Example 1 except that the reagents were used as follows: 0.317 ml of a 0.6 vol% solution of tetraethyl orthosilicate in ethanol, 22.436 ml of a 0.02M solution of AuCl 3 in ethanol, magnesium methoxide in ethanol 46.349 mL of 0.349 M solution of seeds and 0.897 mL (0.5 M) of an aqueous solution of chromium hydroxide acetate (Cr 3 (OH) 2 (CH 3 CO 2 ) 7 ). The nominal metal composition of the catalyst was Au 0.025 Mg 0.9025 Cr 0.015 Si 0.0475 .

실시예 4Example 4

실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 따르되, 단, 시약을 다음과 같이 사용하였다: 에탄올 중의 알루미늄 이소프로폭시드의 0.5M 용액 69.821 ㎖ 및 크롬 히드록시드 아세테이트 수용액(Cr3(OH)2(CH3CO2)7) 0.179㎖(0.5M). 촉매의 공칭 금속 조성은 Cr0.025Al0.975이었다.Follow the same procedure as described in Example 1 except that the reagents were used as follows: 69.821 ml of a 0.5 M solution of aluminum isopropoxide in ethanol and an aqueous solution of chromium hydroxide acetate (Cr 3 (OH) 2 (CH 3 CO 2 ) 7 ) 0.179 mL (0.5 M). The nominal metal composition of the catalyst was Cr 0.025 Al 0.975 .

실시예 5Example 5

실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 따르되, 단, 시약과 화학양론을 조정하였다. 에탄올 50 ㎖ 중에 AuCl30.9579 g을 용해시켜서, 이것을 이소프로판올 2500 ㎖ 중에 용해된 알루미늄 이소프로폭시드 24.51 g에 첨가하였다. 용해는 불활성 분위기 건조상자에서 행하였다. 크롬 수용액은 물 1 ㎖ 중에 크롬 히드록시드 아세테이트 0.6351 g을 용해시킨 후 용액을 에탄올 10 ㎖로 희석시킴으로써 제조하였다. 촉매의 공칭 금속 조성은 Au0.025Al0.95Cr0.025이었다.The same procedure as described in Example 1 was followed except that the reagents and stoichiometry were adjusted. 0.9579 g of AuCl 3 was dissolved in 50 mL of ethanol, which was added to 24.51 g of aluminum isopropoxide dissolved in 2500 mL of isopropanol. Dissolution was performed in an inert atmosphere drying box. Aqueous chromium solution was prepared by dissolving 0.6351 g of chromium hydroxide acetate in 1 ml of water and then diluting the solution with 10 ml of ethanol. The nominal metal composition of the catalyst was Au 0.025 Al 0.95 Cr 0.025 .

실시예 6Example 6

실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 따르되, 단, 시약을 다음과 같이 사용하였다: 에탄올 중의 알루미늄 이소프로폭시드의 0.05M 용액 64.842 ㎖, 에탄올 중의 AuCl3의 0.02M 용액 4.49 ㎖, 에탄올 중의 마그네슘 메톡시드의 0.349 M 용액 0.488㎖ 및 크롬 히드록시드 아세테이트 수용액(Cr3(OH)2(CH3CO2)7) 0.180㎖(0.5M). 촉매의 공칭 금속 조성은 Au0.075Cr0.025Al0.9025Mg0.0475이었다.Follow the same procedure as described in Example 1 except that the reagent was used as follows: 64.842 ml of 0.05M solution of aluminum isopropoxide in ethanol, 4.49 ml of 0.02M solution of AuCl 3 in ethanol, magnesium methoxide in ethanol 0.488 ml of a 0.349 M solution of seeds and 0.180 ml (0.5 M) of an aqueous solution of chromium hydroxide acetate (Cr 3 (OH) 2 (CH 3 CO 2 ) 7 ). The nominal metal composition of the catalyst was Au 0.075 Cr 0.025 Al 0.9025 Mg 0.0475 .

실시예 7Example 7

실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 따르되, 단, 시약을 다음과 같이 사용하였다: 에탄올 중의 알루미늄 이소프로폭시드의 0.05M 용액 64.842 ㎖, 에탄올 중의 AuCl3의 0.02M 용액 4.518 ㎖, 에탄올 중의 테트라에틸오르토실리케이트의 0.6 vol% 용액 0.064 ㎖ 및 크롬 히드록시드 아세테이트 수용액(Cr3(OH)2(CH3CO2)7)0.181㎖(0.5M). 촉매의 공칭 금속 조성은 Au0.025Cr0.025Al0.9025Si0.0475이었다.Follow the same procedure as described in Example 1 except that the reagent was used as follows: 64.842 ml of 0.05M solution of aluminum isopropoxide in ethanol, 4.518 ml solution of 0.02M solution of AuCl 3 in ethanol, tetraethyl in ethanol 0.064 mL of a 0.6 vol% solution of orthosilicate and an aqueous solution of chromium hydroxide acetate (Cr 3 (OH) 2 (CH 3 CO 2 ) 7 ) 0.181 mL (0.5 M). The nominal metal composition of the catalyst was Au 0.025 Cr 0.025 Al 0.9025 Si 0.0475 .

실시예 8Example 8

실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 따르되, 단, 시약을 다음과 같이 사용하였다: 에탄올 중의 알루미늄 이소프로폭시드의 0.05M 용액 51.21 ㎖, 에탄올 중의 AuCl3의 0.02M 용액 10.107 ㎖, 에탄올 중의 테트라에틸오르토실리케이트의 0.6 vol% 용액 0.952 ㎖, 에탄올 중의 마그네슘 메톡시드의 0.349M 용액 7.326 ㎖ 및 크롬 히드록시드 아세테이트 수용액(Cr3(OH)2(CH3CO2)7) 0.404㎖(0.5M). 촉매의 공칭 금속 조성은 Au0.025Cr0.025Mg0.32Al0.32Si0.32이었다.Follow the same procedure as described in Example 1 except that the reagent was used as follows: 51.21 ml of 0.05 M solution of aluminum isopropoxide in ethanol, 10.107 ml of 0.02 M solution of AuCl 3 in ethanol, tetraethyl in ethanol 0.952 ml of a 0.6 vol% solution of orthosilicate, 7.326 ml of a 0.349 M solution of magnesium methoxide in ethanol and 0.404 ml (0.5 M) of an aqueous solution of chromium hydroxide acetate (Cr 3 (OH) 2 (CH 3 CO 2 ) 7 ). The nominal metal composition of the catalyst was Au 0.025 Cr 0.025 Mg 0.32 Al 0.32 Si 0.32 .

실시예 9Example 9

실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 따르되, 단, 시약을 다음과 같이 사용하였다: 에탄올 중의 AuCl3의 0.02M 용액 49.396 ㎖, 에탄올 중의 테트라에틸오르토실리케이트의 0.6 vol% 용액 13.25 ㎖, 에탄올 중의 마그네슘 메톡시드의 0.349 M 용액 5.371 ㎖ 및 크롬 히드록시드 아세테이트 수용액(Cr3(OH)2(CH3CO2)7) 1.976 ㎖(0.5M). 촉매의 공칭 금속 조성은 Au0.025Cr0.025Si0.9025Mg0.0475이었다.Follow the same procedure as described in Example 1 except that reagents were used as follows: 49.396 mL of 0.02M solution of AuCl 3 in ethanol, 13.25 mL of 0.6 vol% solution of tetraethylorthosilicate in ethanol, magnesium methoxide in ethanol 5.371 mL of a 0.349 M solution of seeds and 1.976 mL (0.5 M) of an aqueous solution of chromium hydroxide acetate (Cr 3 (OH) 2 (CH 3 CO 2 ) 7 ). The nominal metal composition of the catalyst was Au 0.025 Cr 0.025 Si 0.9025 Mg 0.0475 .

실시예 10Example 10

첨가 깔때기, 기계적 교반기 및 환류냉각기가 있는 3L들이 둥근바닥 플라스크에 물 1000 ㎖, MoO3122.4 g 및 바나듐 펜톡시드 4.6g을 첨가하였다. 슬러리가 환류되었다. 이어서, 요망되는 화학양론이 달성될 때까지 20분에 걸쳐 서서히 인산 수용액 11.5g을 첨가하였다. 약 3 시간 후, 오렌지빛이 도는 적색 용액이 형성되었다. 대표적으로, 16시간 동안(하룻밤동안) 환류를 계속하였다. 샘플을 질소 중에서 약 12 시간 동안 120 ℃에서 건조시켰다. 촉매 조성은 H7P2Mo17VO62이었다.To a 3L round bottom flask with addition funnel, mechanical stirrer and reflux cooler was added 1000 ml of water, 122.4 g of MoO 3 and 4.6 g of vanadium pentoxide. The slurry was refluxed. Then 11.5 g of aqueous phosphoric acid solution was slowly added over 20 minutes until the desired stoichiometry was achieved. After about 3 hours, an orangeish red solution formed. Typically, reflux was continued for 16 hours (overnight). The sample was dried at 120 ° C. for about 12 hours in nitrogen. The catalyst composition was H 7 P 2 Mo 17 VO 62 .

실시예 11Example 11

실시예 10에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하였다. 첨가 깔때기, 기계적 교반기 및 환류냉각기가 있는 3L들이 둥근바닥 플라스크에 물 1000 ㎖, MoO3100.2 g, 바나듐 펜톡시드 6.33g 및 CuO 5.5g을 첨가하였다. 슬러리가 환류되었다. 이어서, 요망되는 화학양론이 달성될 때까지 20분에 걸쳐 서서히 인산 수용액 8.1g을 첨가하였다. 약 3 시간 후, 오렌지빛이 도는 적색 용액이 형성되었다. 대표적으로, 16시간 동안(하룻밤동안) 환류를 계속하였다. 샘플을 질소 중에서 약 12 시간 동안 120 ℃에서 건조시켰다. 촉매 조성은 HpPMo10CuVO40(여기서, p는 8 및 9임)이었다.The same procedure as described in Example 10 was used. To a 3L round bottom flask with addition funnel, mechanical stirrer and reflux cooler was added 1000 ml of water, 100.2 g of MoO 3 , 6.33 g of vanadium pentoxide and 5.5 g of CuO. The slurry was refluxed. Subsequently, 8.1 g of aqueous phosphoric acid solution was slowly added over 20 minutes until the desired stoichiometry was achieved. After about 3 hours, an orangeish red solution formed. Typically, reflux was continued for 16 hours (overnight). The sample was dried at 120 ° C. for about 12 hours in nitrogen. The catalyst composition was H p PMo 10 CuVO 40 , where p is 8 and 9.

실시예 12Example 12

다음 시약을 사용하여 실시예 11에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하였다: 물 1000 ㎖, MoO3100.2g, 바나듐 펜톡시드 6.3g, CuO 1.1g, Cr(NO3)3·9H2O 27.8g 및 인산 수용액 8.0g. 촉매 조성은 Cu0.2HnPMo10VCrO40(여기서, n은 3.6 및 3.8임)이었다.The same procedure was used as described in Example 11 using the following reagents: 1000 ml of water, 100.2 g of MoO 3 , 6.3 g of vanadium pentoxide, 1.1 g of CuO, 27.8 g of Cr (NO 3 ) 3 .9H 2 O and phosphoric acid 8.0 g of aqueous solution. The catalyst composition was Cu 0.2 H n PMo 10 VCrO 40 , where n is 3.6 and 3.8.

실시예 13Example 13

다음 시약을 사용하여 실시예 11에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하였다: 물 1000 ㎖, MoO3100.2g, 바나듐 펜톡시드 6.3g, ZnCl29.5g 및 인산 수용액 8.01g. 촉매 조성은 H8PMo10VZnO40이었다.The same procedure as described in Example 11 was used with the following reagents: 1000 ml of water, 100.2 g of MoO 3 , 6.3 g of vanadium pentoxide, 9.5 g of ZnCl 2 and 8.01 g of aqueous phosphoric acid solution. The catalyst composition was H 8 PMo 10 VZnO 40 .

실시예 14Example 14

미국 특허 제4,192,951호에 기재된 절차를 이용하여 H4PMo11VO40를 제조하였다. 이염기성 인산나트륨 (Na2HPO4·7H2O) 48.75g을 환류하는 H2O 100 ㎖에 용해시켰다. H2O 150 ㎖ 중에 소듐 메타바나데이트(NaVO3) 22.17 g을 함유하는 제2의 용액을 제조하였다. H2O 500 ㎖ 중에 소듐 몰리브데이트(Na2MoO4·2H2O) 411.98 g을 함유하는 제3의 용액을 제조하였다. 이어서, 세 용액을 황산(H2SO4) 205.4 ㎖와 합쳤다. 이어서, 합친 용액을 250 mL들이 분별깔때기에 첨가하였다. 디에틸 에테르를 첨가하여 적당한 헤테로폴리 에테레이트를 생성시키고, 이어서 이것을 제거해서 건조시켜서 유리산을 생성시킴으로써 헤테로폴리산을 분리하였다. 헤테로폴리산을 물에 용해시켰다. 탄산은을 첨가하여 적절한 화학양론의 헤테로폴리산을 생성시켰다. 이 물질을 사용전에 증발건조시켰다. 촉매 조성은 H2Ag2PMo11VO40이었다.H 4 PMo 11 VO 40 was prepared using the procedure described in US Pat. No. 4,192,951. 48.75 g of dibasic sodium phosphate (Na 2 HPO 4 .7H 2 O) was dissolved in 100 ml of refluxed H 2 O. A second solution containing 22.17 g of sodium metavanadate (NaVO 3 ) in 150 mL of H 2 O was prepared. A third solution containing 411.98 g of sodium molybdate (Na 2 MoO 4 .2H 2 O) in 500 mL of H 2 O was prepared. The three solutions were then combined with 205.4 mL of sulfuric acid (H 2 SO 4 ). The combined solution was then added to a 250 mL separatory funnel. Diethyl ether was added to give the appropriate heteropoly etherate, which was then removed and dried to separate the heteropoly acid by yielding the free acid. Heteropoly acid was dissolved in water. Silver carbonate was added to produce an appropriate stoichiometric heteropolyacid. This material was evaporated to dryness before use. The catalyst composition was H 2 Ag 2 PMo 11 VO 40 .

실시예 15Example 15

실시예 10에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하였다. 5L들이 3구 둥근바닥 플라스크(환류용 가열맨틀이 구비됨)에 몰리브덴 옥시드(MoO3) 440.9g, 바나듐 옥시드(V2O5) 25.3g 및 물 4000 ㎖를 첨가하였다. 환류된 후, 85 중량% 인산 32.0g을 첨가하였다. 약 16시간 환류 후, 붉은 빛이 도는 갈색 용액이 형성되었다. 이 물질을 증발건조시켜 유리산을 생성하였다. 헤테로폴리산을 물에 용해시켰다. 탄산은을 첨가하여 적절한 화학양론의 헤테로폴리산을 생성하였다. 이 물질을 사용전에 증발건조시켰다. 촉매 조성은 H3AgPMo11VO40이었다.The same procedure as described in Example 10 was used. To a 5 L three-necked round bottom flask (equipped with a heating mantle for reflux) was added 440.9 g of molybdenum oxide (MoO 3 ), 25.3 g of vanadium oxide (V 2 O 5 ) and 4000 mL of water. After reflux, 32.0 g of 85% by weight phosphoric acid were added. After about 16 hours of reflux, a reddish brown solution formed. This material was evaporated to dryness to produce free acid. Heteropoly acid was dissolved in water. Silver carbonate was added to produce an appropriate stoichiometric heteropolyacid. This material was evaporated to dryness before use. The catalyst composition was H 3 AgPMo 11 VO 40 .

실시예 16Example 16

다음 시약을 사용하여 실시예 10에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하였다: 물 1000 ㎖, MoO39.0g, 바나듐 펜톡시드 1.27g, CuO 0.55g 및 인산 수용액 1.6g. 촉매 조성은 HmPMo9V2CuO40(m은 9 및 10임)이었다.The same procedure as described in Example 10 was used with the following reagents: 1000 ml of water, 9.0 g of MoO 3 , 1.27 g of vanadium pentoxide, 0.55 g of CuO and 1.6 g of aqueous phosphoric acid solution. The catalyst composition was H m PMo 9 V 2 CuO 40 (m is 9 and 10).

실시예 17Example 17

다음 시약을 사용하여 실시예 10에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하였다: 물 1000 ㎖, MoO3100.2g, 바나듐 펜톡시드 6.33g, 코발트 2,4-펜탄디오네이트 17.9g 및 인산 수용액 8.01g. 촉매 조성은 H8PMo10VCoO40이었다.The same procedure as described in Example 10 was used with the following reagents: 1000 ml of water, 100.2 g of MoO 3, 6.33 g of vanadium pentoxide, 17.9 g of cobalt 2,4-pentanedionate and 8.01 g of aqueous solution of phosphoric acid. The catalyst composition was H 8 PMo 10 VCoO 40 .

실시예 18Example 18

헤테로폴리산 "H4PMo11VO40"를 다음과 같이 제조하였다: 5L들이 3구 둥근바닥 플라스크(환류용 가열맨틀이 구비됨)에 몰리브덴 옥시드(MoO3) 440.9g, 바나듐 옥시드(V2O5) 25.3g 및 물 4000 ㎖를 첨가하였다. 환류된 후, 85 중량% 인산 32.0g을첨가하였다. 약 16시간 환류 후, 붉은 빛이 도는 갈색 용액이 형성되었다. 이 물질을 증발건조시켜 유리산을 생성하였다. 이 물질의 일부(4.453g)를 물에 용해시켰다. Cs2CO31.63g을 첨가하여 최종 화학양론을 형성하였다. 이 물질을 건조시켰다. 촉매 조성은 Cs4PMo11VO4이었다.Heteropolyacid "H 4 PMo 11 VO 40 " was prepared as follows: 440.9 g of molybdenum oxide (MoO 3 ), vanadium oxide (V 2 O) in a 5 L three-necked round bottom flask (equipped with a heating mantle for reflux). 5 ) 25.3 g and 4000 ml of water were added. After reflux, 32.0 g of 85% by weight phosphoric acid was added. After about 16 hours of reflux, a reddish brown solution formed. This material was evaporated to dryness to produce free acid. A portion (4.453 g) of this material was dissolved in water. 1.63 g of Cs 2 CO 3 was added to form the final stoichiometry. This material was dried. The catalyst composition was Cs 4 PMo 11 VO 4 .

실시예 19Example 19

헤테로폴리산 H4PMo11VO40의 에어로겔 복합물을 제조하였다. 불활성 분위기 건조상자에서 1.5L들이 수지 케틀에 티타늄 n-부톡시드 183.794g을 에탄올 206.45 ㎖와 함께 첨가하였다. 적가 깔때기에서 물 38.91 ㎖, 빙초산 4.634 ㎖, 질산 3.618 ㎖ 및 에탄올 206.45 ㎖ 중에 루테늄 트리클로라이드 6.23g을 함유하는 제2의 용액을 제조하였고, 실시예 18에 기재된 바와 같이 제조된 H4PMo11VO4053.437 g을 물에 용해시킨 후 이것을 알콕시드 용액에 첨가하였다. 이 경우, 알콜:금속 몰비는 26.5:1이었다. 이 첨가 동안 1.5L들이 수지 케틀은 질소 퍼지(purge) 상태에 있었고, 용액은 온화하게 교반시켰다. 겔 물질이 생성되었고, 이것을 실온에서 24시간 동안 숙성시키고, 사용 전에 20,000 psig(138 mPa)에서 펠렛화해서 -40,+60 메쉬(-0.42,+0.25 mm) 스크린으로 입상화하였다. 공칭 촉매 조성은 Ru0.05(H4PMo11VO40)0.05(TiO2)0.9이었다.An airgel composite of heteropolyacid H 4 PMo 11 VO 40 was prepared. In an inert atmosphere dry box was added 183.794 g of titanium n-butoxide with 206.45 mL of ethanol to a 1.5 L resin kettle. A second solution containing 6.23 g of ruthenium trichloride in 38.91 mL of water, 4.634 mL of glacial acetic acid, 3.618 mL of nitric acid and 206.45 mL of ethanol was prepared in a dropping funnel and prepared with H 4 PMo 11 VO 40 prepared as described in Example 18. 53.437 g were dissolved in water and then added to the alkoxide solution. In this case, the alcohol: metal molar ratio was 26.5: 1. During this addition the 1.5 L resin kettle was in a nitrogen purge and the solution was gently stirred. Gel material was produced, which was aged for 24 hours at room temperature and pelletized at 20,000 psig (138 mPa) before granulation to a -40, + 60 mesh (-0.42, + 0.25 mm) screen. The nominal catalyst composition was Ru 0.05 (H 4 PMo 11 VO 40 ) 0.05 (TiO 2 ) 0.9 .

실시예 20Example 20

실시예 19에 기재된 것과 동일한 절차를 따르되, 단, 시약 및 화학양론을 다음에 지시된 바와 같이 조정하였다. 이 제법에서는 헤테로폴리산이 첨가되지 않았다. 불활성 분위기 건조상자에서(질소 하에서) 에탄올 412.5 ㎖를 사용하여 지르코늄 이소프로폭시드 176.882g을 용해시켰다. 이것을 1.5L들이 수지 케틀에 첨가하였다. 제2의 적가 깔때기에서, 에탄올 412.5 ㎖를 함유하는 용액을 다른 수용액(HNO33.619 ㎖ 및 아세트산 4.635 ㎖를 함유하는 H2O 38.913 ㎖ 중에 RuCl36.223 g 및 H4PMo11VO4053.438 g을 용해시켜 제조함)과 합쳐서 지르코늄 이소프로폭시드 용액에 적가하였다. H2O:알콕시드 비는 4:1이었다. 첨가하는 동안, 수지 케틀을 질소로 블랭켓을 형성하였고, 첨가하는 동안 용액을 교반하였다. 공칭 촉매 조성은 Ru0.05(H4PMo11VO40)0.05(ZrO2)0.9이었다.The same procedure as described in Example 19 was followed except that the reagents and stoichiometry were adjusted as indicated below. In this preparation, no heteropolyacid was added. 176.882 g of zirconium isopropoxide was dissolved using 412.5 mL of ethanol in an inert atmosphere dry box (under nitrogen). This was added to a 1.5 L resin kettle. In a second dropping funnel, a solution containing 412.5 ml of ethanol dissolved 6.223 g of RuCl 3 and 53.438 g of H 4 PMo 11 VO 40 in another aqueous solution (38.913 ml of H 2 O containing 3.619 ml of HNO 3 and 4.635 ml of acetic acid). To the zirconium isopropoxide solution. The H 2 O: alkoxide ratio was 4: 1. During the addition, the resin kettle was blanketed with nitrogen and the solution was stirred during the addition. The nominal catalyst composition was Ru 0.05 (H 4 PMo 11 VO 40 ) 0.05 (ZrO 2 ) 0.9 .

실시예 21Example 21

실시예 20에 기재된 것과 동일한 절차를 따르되, 단, 시약 및 화학양론을 다음에 지시된 바와 같이 조정하였다. 에탄올 344 ㎖를 이용하여 니오븀 에톡시드 143.195g을 용해시켰다. HNO33.77 ㎖, 아세트산 4.828 ㎖ 및 에탄올 344 ㎖를 함유하는 H2O 40.534 ㎖ 중에 RuCl35.186 g 및 H4PMo11VO4044.532 g을 용해시켜 수용액을 제조하였다. 물:알콕시드 비는 5:1이었다. 공칭 촉매 조성은 Ru0.05(H4PMo11VO40)0.05(NbO2.5)0.9이었다.The same procedure as described in Example 20 was followed except that the reagents and stoichiometry were adjusted as indicated below. 344 mL of ethanol was used to dissolve 143.195 g of niobium ethoxide. An aqueous solution was prepared by dissolving 5.186 g of RuCl 3 and 44.532 g of H 4 PMo 11 VO 40 in 40.534 mL of H 2 O containing 3.77 mL of HNO 3 , 4.828 mL of acetic acid and 344 mL of ethanol. The water: alkoxide ratio was 5: 1. The nominal catalyst composition was Ru 0.05 (H 4 PMo 11 VO 40 ) 0.05 (NbO 2.5 ) 0.9 .

실시예 22 내지 28에서 l은 ≥0 및 1이다.In Examples 22-28, l is> 0 and 1.

실시예 22Example 22

실시예 20에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하되, 단, 시약 및 화학양론을 다음에 지시된 바와 같이 조정하였다. 에탄올 371.21㎖에 Ti-n-부톡시드 163.373g을 용해시켰다. H2O 35.489 ㎖ 및 빙초산 8.24 ㎖ 중에 크롬 히드록시드 아세테이트 24.1332 g을 용해시켜서 크롬 히드록시드 아세테이트 수용액을 제조하였다. H2O:알콕시드 비는 4:1이었다. 공칭 촉매 조성은 Cr0.2(TiO2-l(OH)2l)0.8이었다.The same procedure as described in Example 20 was used, except that the reagents and stoichiometry were adjusted as indicated below. 163.373 g of Ti-n-butoxide was dissolved in 371.21 ml of ethanol. An aqueous solution of chromium hydroxide acetate was prepared by dissolving 24.1332 g of chromium hydroxide acetate in 35.489 mL of H 2 O and 8.24 mL of glacial acetic acid. The H 2 O: alkoxide ratio was 4: 1. The nominal catalyst composition was Cr 0.2 (TiO 2-l (OH) 2l ) 0.8 .

실시예 23Example 23

실시예 20에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하되, 단, 시약 및 화학양론을 다음에 지시된 바와 같이 조정하였다. 에탄올 371.21㎖에 테트라에틸오르토실리케이트 163.373g을 용해시켰다. H2O 34.589 ㎖에 크롬 히드록시드 아세테이트 24.1332 g을 용해시켜서 크롬 히드록시드 아세테이트 수용액을 제조하였다. H2O:알콕시드 비는 4:1이었다. 공칭 촉매 조성은 Cr0.2(SiO2-l(OH)2l)0.8이었다.The same procedure as described in Example 20 was used, except that the reagents and stoichiometry were adjusted as indicated below. 163.373 g of tetraethylorthosilicate was dissolved in 371.21 mL of ethanol. An aqueous solution of chromium hydroxide acetate was prepared by dissolving 24.1332 g of chromium hydroxide acetate in 34.589 mL of H 2 O. The H 2 O: alkoxide ratio was 4: 1. The nominal catalyst composition was Cr 0.2 (SiO 2-l (OH) 2l ) 0.8 .

실시예 24Example 24

실시예 20에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하되, 단, 시약 및 화학양론을 다음에 지시된 바와 같이 조정하였다. 에탄올 278.4㎖에 테트라에틸오르토실리케이트 74.9988g을 용해시켰다. 크롬 히드록시드 아세테이트 24.1332 g, CoCl215.5807g, H2O 51.884 ㎖ 및 에탄올 278.41 ㎖로 이루어진 수용액을 사용하였다. H2O:알콕시드 비는 4:1보다 컸다. 공칭 촉매 조성은 Cr0.2Co0.2(SiO2-l(OH)2l)0.6이었다.The same procedure as described in Example 20 was used, except that the reagents and stoichiometry were adjusted as indicated below. 74.9988 g of tetraethylorthosilicate was dissolved in 278.4 ml of ethanol. An aqueous solution consisting of 24.1332 g of chromium hydroxide acetate, 15.5807 g of CoCl 2 , 51.884 mL of H 2 O and 278.41 mL of ethanol was used. The H 2 O: alkoxide ratio was greater than 4: 1. The nominal catalyst composition was Cr 0.2 Co 0.2 (SiO 2-l (OH) 2l ) 0.6 .

실시예 25Example 25

실시예 20에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하되, 단, 시약 및 화학양론을 다음에 지시된 바와 같이 조정하였다. 에탄올 435.84㎖에 테트라에틸오르토실리케이트 118.75g을 용해시켰다. HNO33.82 ㎖ 및 빙초산 4.89 ㎖ 뿐만 아니라 루테늄 클로라이드 6.2223 g, H2O 41.07 ㎖ 및 에탄올 3435.84 ㎖로 이루어진 수용액을 사용하였다. H2O:알콕시드 비는 4:1이었다. 공칭 촉매 조성은 Ru0.05(SiO2-l(OH)2l)0.95이었다.The same procedure as described in Example 20 was used, except that the reagents and stoichiometry were adjusted as indicated below. 118.75 g of tetraethylorthosilicate was dissolved in 435.84 ml of ethanol. An aqueous solution consisting of 6.282 g of ruthenium chloride, 41.07 mL of H 2 O, and 3435.84 mL of ethanol was used as well as 3.82 mL of HNO 3 and 4.89 mL of glacial acetic acid. The H 2 O: alkoxide ratio was 4: 1. The nominal catalyst composition was Ru 0.05 (SiO 2-l (OH) 2l ) 0.95 .

실시예 26Example 26

실시예 20에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하되, 단, 사용되는 시약 및 화학양론을 다음과 같이 조정하였다. 에탄올 363.20 ㎖ 중에 니오븀 에톡시드 151.11 g을 용해시켰다. HNO33.979 ㎖ 및 빙초산 5.096 ㎖ 뿐만 아니라 H2O 42.786 ㎖ 및 에탄올 363.20 ㎖ 중에 루테늄 클로라이드 5.1858 g으로 이루어진 수용액을 사용하였다. H2O:알콕시드 비는 5:1이었다. 공칭 촉매 조성은 Ru0.05(NbO2.5-l(OH)2l)0.95이었다.Using the same procedure as described in Example 20, except that the reagents and stoichiometry used were adjusted as follows. 151.11 g of niobium ethoxide was dissolved in 363.20 mL of ethanol. An aqueous solution consisting of 5.1858 g of ruthenium chloride in 3.979 mL HNO 3 and 5.096 mL glacial acetic acid as well as 42.786 mL H 2 O and 363.20 mL ethanol was used. The H 2 O: alkoxide ratio was 5: 1. The nominal catalyst composition was Ru 0.05 (NbO 2.5-l (OH) 2l ) 0.95 .

실시예 27Example 27

실시예 20에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하되, 단, 사용되는 시약 및 화학양론을 다음과 같이 조정하였다. 에탄올 435.84 ㎖ 중에 티타늄 n-부톡시드 194.01 g을 용해시켰다. HNO33.82 ㎖ 및 빙초산 4.89 ㎖ 뿐만 아니라 H2O 41.08㎖ 및 에탄올 45.843 ㎖ 중에 루테늄 클로라이드 6.2223 g으로 이루어진 수용액을 사용하였다. H2O:알콕시드 비는 4:1이었다. 공칭 촉매 조성은 Ru0.05(TiO2-l(OH)2l)0.95이었다.Using the same procedure as described in Example 20, except that the reagents and stoichiometry used were adjusted as follows. 194.01 g of titanium n-butoxide was dissolved in 435.84 mL of ethanol. An aqueous solution consisting of 6.2223 g ruthenium chloride in 3.82 mL HNO 3 and 4.89 mL glacial acetic acid as well as 41.08 mL H 2 O and 45.843 mL ethanol was used. The H 2 O: alkoxide ratio was 4: 1. The nominal catalyst composition was Ru 0.05 (TiO 2-l (OH) 2l ) 0.95 .

실시예 28Example 28

실시예 20에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하되, 단, 사용되는 시약 및 화학양론을 다음과 같이 조정하였다. 에탄올 435.84 ㎖ 중에 지르코늄 n-프로폭시드(프로판올 중의 70 중량%) 186.709 g을 용해시켰다. HNO33.82 ㎖ 및 빙초산 4.89 ㎖ 뿐만 아니라 H2O 41.075 ㎖ 및 에탄올 435.84 ㎖ 중에 루테늄 클로라이드 6.2229 g으로 이루어진 수용액을 사용하였다. H2O:알콕시드 비는 4:1이었다. 공칭 촉매 조성은 Ru0.05(ZrO2-l(OH)2l)0.95이었다Using the same procedure as described in Example 20, except that the reagents and stoichiometry used were adjusted as follows. 186.709 g of zirconium n-propoxide (70% by weight in propanol) was dissolved in 435.84 mL of ethanol. An aqueous solution consisting of 6.2229 g of ruthenium chloride in 3.82 mL HNO 3 and 4.89 mL glacial acetic acid as well as 41.075 mL H 2 O and 435.84 mL ethanol was used. The H 2 O: alkoxide ratio was 4: 1. Nominal catalyst composition was Ru 0.05 (ZrO 2-l (OH) 2l ) 0.95

실시예 29Example 29

스탠더드 오일 컴파니(Standard Oil Company; 오하이오주 소재)로부터 상업적으로 입수가능한 아크릴로니트릴 촉매(촉매 41/49)를 사용하였다.An acrylonitrile catalyst (catalyst 41/49) commercially available from Standard Oil Company (Ohio) was used.

실시예 30Example 30

온화하게 소용돌이치게 하면서 150 mL 페트리 디쉬에서 1.75M 암모늄 몰리브데이트 수용액((NH4)6Mo7O24·4H2O) 1.714 ㎖를 0.5M 질산비스무스 용액(1M 질산 중에 Bi(NO3)3·9H2O를 용해시켜서 제조함) 32.0 ㎖, 1.0M 염화니켈 수용액(NiCl2·6H2O) 0.5 ㎖ 및 1.0M 질산코발트 수용액(Co(NO3)2·yH2O) 0.5 ㎖와 혼합하였다. 전체 혼합물을 2-섹션 비르티스 냉동건조유닛(Virtis Freezemobile and Unitop drying unit)에서 24 시간 이상 동안 액체 질소로 신속하게 냉동시키고 진공하에 배기시켜 건조시켰고; 건조기 선반은 배기시키는 동안 약 - 10 ℃로 냉동시켰다. 최종 건조된 물질을 공기 중에서 5시간 동안 400℃로 소성시켰다. 소성된 분말을 사용전에 20,000psig(138mPa)에서 펠렛화하고, -40,+60 메쉬 (-0.42, +0.25mm)스크린으로 입상화하였다. 공칭 촉매 조성은 Mo0.375Bi0.5Ni0.063Co0.063Ol이었다.1.714 ml of an aqueous 1.75 M ammonium molybdate ((NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 4H 2 O) solution in 0.5 M bismuth nitrate solution (Bi (NO 3 ) 3 in 1 M nitric acid) Prepared by dissolving 9H 2 O), mixed with 32.0 ml, 0.5 ml of 1.0 M aqueous nickel chloride solution (NiCl 2 · 6H 2 O), and 0.5 ml of 1.0 M aqueous solution of cobalt nitrate (Co (NO 3 ) 2 · yH 2 O) It was. The entire mixture was rapidly frozen with liquid nitrogen in a two-section Virtis Freezemobile and Unitop drying unit for at least 24 hours and dried in vacuo; The dryer rack was frozen to about −10 ° C. during the evacuation. The final dried material was calcined at 400 ° C. for 5 hours in air. The calcined powder was pelleted at 20,000 psig (138 mPa) prior to use and granulated with -40, +60 mesh (-0.42, +0.25 mm) screen. The nominal catalyst composition was Mo 0.375 Bi 0.5 Ni 0.063 Co 0.063 O l .

Claims (12)

(i) (a) 화학식 AxAuyM1-(x+y)(여기서, A는 Cu, Cr, Ru, Co 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, M은 Al, Mg, Nb, Si, Ti, Zr 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, x는 0.001 내지 0.5이고, y는 0 내지 0.2임)의 크세로겔 또는 에어로겔; (b) H4PMo11VO40, H5PMo10V2O40,H6PMo9V3O40및 H7P2Mo17VO62로 이루어진 군으로부터 선택되는 헤테로폴리산; (c) H4+(6-z)PMo10VEO40, H5+(6-z)PMo9V2EO40, H6+(6-z)PMo8V3EO40및 H7+(6-z)P2Mo16VEO62(여기서, E는 Cu, Cr, Zn 및 Co로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이고, z는 E의 원자가임)로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 치환 헤테로폴리산; (d) QqH4PMo11VO40, QqH5PMo10V2O40, QqH6PMo9V3O40, QqH7P2Mo17VO62, QqH4+(6-z)PMo10VEO40, QqH5+(6-z)PMo9V2EO40, QqH6+(6-z)PMo8V3EO40및 QqH7+(6-z)P2Mo16VEO62(여기서, Q는 Ag 및 Cs로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, Q가 Ag인 경우 q는 0 내지 (수소원자 수)×0.5이고, Q가 Cs인 경우 q는 0 내지 (수소원자 수)×1임)로 이루어진 군으로부터 선택된 헤테로폴리산 염; (e) 화학식 Rur(HPA)sM1-(r+s)(여기서, r은 0.001 내지 0.1이고, s는 0.001 내지 0.05이고, HPA는 (b) 및 (d)의 헤테로폴리산 및 헤테로폴리산 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, M은 Al, Mg, Nb, Si, Ti 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임)의 크세로겔또는 에어로겔 복합물; 및 (f) 화학식 (BitCouNiv)wMo1-wOa(여기서, t, u 및 v는 각각 독립적으로 0 내지 1이고, t+u+v=1, w는 0.01 내지 0.75이고, a는 1.125 내지 4.875임)의 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 촉매의 존재 하에, 기상의 산소를 화학식 CH3NR2(여기서, R은 C1-C8알킬, 페닐, 나프틸 및 C1-C4알킬 치환 페닐 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임)의 화합물과 접촉시키고,(i) (a) Formula A x Au y M 1- (x + y) , wherein A is selected from the group consisting of Cu, Cr, Ru, Co, and combinations thereof, and M is Al, Mg, Nb , Si, Ti, Zr and combinations thereof, x is from 0.001 to 0.5, y is from 0 to 0.2) xerogel or aerogel; (b) a heteropolyacid selected from the group consisting of H 4 PMo 11 VO 40 , H 5 PMo 10 V 2 O 40 , H 6 PMo 9 V 3 O 40 and H 7 P 2 Mo 17 VO 62 ; (c) H 4+ (6-z) PMo 10 VEO 40 , H 5+ (6-z) PMo 9 V 2 EO 40 , H 6+ (6-z) PMo 8 V 3 EO 40 and H 7+ ( 6-z) metal substituted heteropolyacids selected from the group consisting of P 2 Mo 16 VEO 62 , wherein E is an element selected from the group consisting of Cu, Cr, Zn and Co, z is the valence of E; (d) Q q H 4 PMo 11 VO 40 , Q q H 5 PMo 10 V 2 O 40 , Q q H 6 PMo 9 V 3 O 40 , Q q H 7 P 2 Mo 17 VO 62 , Q q H 4+ (6-z) PMo 10 VEO 40 , Q q H 5+ (6-z) PMo 9 V 2 EO 40 , Q q H 6+ (6-z) PMo 8 V 3 EO 40 and Q q H 7+ ( 6-z) P 2 Mo 16 VEO 62 wherein Q is selected from the group consisting of Ag and Cs, where Q is Ag, q is from 0 to (number of hydrogen atoms) × 0.5, and when Q is Cs Is 0 to (number of hydrogen atoms) × 1) heteropolyacid salt selected from the group consisting of; (e) the formula Ru r (HPA) s M 1- (r + s) , wherein r is 0.001 to 0.1, s is 0.001 to 0.05, and HPA is a heteropolyacid and heteropolyacid salt of (b) and (d) X), or aerogel complex of M), wherein M is selected from the group consisting of Al, Mg, Nb, Si, Ti, and Zr; And (f) Formula (Bi t Co u Ni v ) w Mo 1-w O a , wherein t, u and v are each independently 0 to 1, t + u + v = 1, w is 0.01 to 0.75 And a is 1.125 to 4.875 in the presence of a catalyst selected from the group consisting of metal oxides, oxygen in the gaseous phase is represented by the formula CH 3 NR 2 , wherein R is C 1 -C 8 alkyl, phenyl, naphthyl and C 1 -C 4 alkyl substituted phenyl or mixtures thereof), and ii) 치환 포름아미드를 회수하는ii) recovering the substituted formamide 것을 포함하는 상기 치환 포름아미드의 제조 방법.Method for producing the substituted formamide comprising a. 제1항에 있어서, 상기 치환 포름아미드가 화학식 HC(O)NR2의 N-치환 포름아미드인 방법.The method of claim 1 wherein said substituted formamide is an N-substituted formamide of formula HC (O) NR 2 . 제1항에 있어서, 상기 산소가 실질적으로 순수한 산소, 공기, 및 불활성 기체와 혼합된 산소로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the oxygen is selected from the group consisting of substantially pure oxygen, air, and oxygen mixed with an inert gas. 제1항에 있어서, 상기 접촉이 약 125 ℃ 내지 약 450 ℃의 온도 및 약 1 기압 내지 약 10 기압의 압력 조건에서 수행되는 방법.The method of claim 1 wherein said contacting is performed at a temperature of about 125 ° C. to about 450 ° C. and at a pressure of about 1 atmosphere to about 10 atmospheres. 제4항에 있어서, 상기 온도가 약 150 ℃ 내지 약 275 ℃인 방법.The method of claim 4, wherein the temperature is about 150 ° C. to about 275 ° C. 6. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 치환 포름아미드가 분별 증류에 의해 회수되는 방법.The process according to any one of claims 1 to 4, wherein the substituted formamide is recovered by fractional distillation. 제1항에 있어서, 상기 (a) 또는 (e)의 크세로겔 또는 에어로겔이 알루미늄 이소프로폭시드, 티타늄 이소프로폭시드 및 지르코늄 이소프로폭시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 산화물로부터 제조되는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the xerogel or aerogel of (a) or (e) is prepared from a metal oxide selected from the group consisting of aluminum isopropoxide, titanium isopropoxide and zirconium isopropoxide. Way. 제1항에 있어서, 상기 (a) 또는 (e)의 크세로겔 또는 에어로겔이 알루미나 졸, 콜로이드성 지르코니아 졸, 콜로이드성 티타니아 졸, 혼합 산화물 콜로이드 졸, 콜로이드성 실리카 졸, 삼원 또는 그 이상의 산화물 졸, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기 금속 콜로이드로부터 제조되는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the xerogel or aerogel of (a) or (e) is alumina sol, colloidal zirconia sol, colloidal titania sol, mixed oxide colloidal sol, colloidal silica sol, ternary or more oxide sol And inorganic metal colloids selected from the group consisting of a mixture thereof. 제8항에 있어서, 제1항의 크세로겔 또는 에어로겔이 미리 형성된 아쿠아졸(aquasol)로부터 제조되는 것인 방법.The method of claim 8, wherein the xerogel or aerogel of claim 1 is prepared from a preformed aquasol. 화학식 AxAuyM1-(x+y)(여기서, A는 Cu, Cr, Ru, Co 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이고, M은 Al, Mg, Nb, Si, Ti, Zr 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이고, x는 0.001 내지 0.5이고, y는 0 내지0.2임)의 크세로겔 또는 에어로겔을 포함하는 조성물.Formula A x Au y M 1- (x + y) , wherein A is selected from the group consisting of Cu, Cr, Ru, Co, and combinations thereof, and M is Al, Mg, Nb, Si, Ti, Zr And combinations thereof, wherein x is from 0.001 to 0.5 and y is from 0 to 0.2). 화학식 Rur(HPA)sM1-(r+s)(여기서, r은 0.001 내지 0.1이고, s는 0.001 내지 0.05이고, HPA는 헤테로폴리산 및 헤테로폴리산 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, M은 Al, Mg, Nb, Si, Ti 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임)의 크세로겔 또는 에어로겔 복합물을 포함하는 조성물.Formula Ru r (HPA) s M 1- (r + s) wherein r is 0.001 to 0.1, s is 0.001 to 0.05, HPA is selected from the group consisting of heteropolyacids and heteropolyacid salts, M is Al, Composition comprising a xerogel or aerogel composite of Mg, Nb, Si, Ti, and Zr). 제11항에 있어서, 상기 헤테로폴리산 및 헤테로폴리산 염이 H4PMo11VO40, H5PMo10V2O40,H6PMo9V3O40, H7P2Mo17VO62m, 및 H4+(6-z)PMo10VEO40, H5+(6-z)PMo9V2EO40, H6+(6-z)PMo8V3EO40및 H7+(6-z)P2Mo16VEO62(여기서, E는 Cu, Cr, Zn 및 Co로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이고, z는 E의 원자가임)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.The method of claim 11, wherein the heteropolyacid and heteropolyacid salt are H 4 PMo 11 VO 40 , H 5 PMo 10 V 2 O 40 , H 6 PMo 9 V 3 O 40 , H 7 P 2 Mo 17 VO 62m , and H 4+ (6-z) PMo 10 VEO 40 , H 5+ (6-z) PMo 9 V 2 EO 40 , H 6+ (6-z) PMo 8 V 3 EO 40 and H 7+ (6-z) P 2 Mo 16 VEO 62 , wherein E is an element selected from the group consisting of Cu, Cr, Zn and Co, and z is the valence of E.
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