JP2010241691A - 金属ナノ粒子担持mcm−41触媒を用いるニトロ化合物の水素還元方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二酸化炭素を媒体にし、更に、二酸化炭素を媒体にした場合に最適化された金属ナノ粒子担持メソポーラスシリカ担持触媒を触媒として用いることで、有害な有機媒体を使用することなく、温度範囲0℃以上、200℃以下の低温条件で、水素還元により、各種ニトロ化合物からアミン化合物を製造することから成るアミン化合物の製造方法。
【効果】安全な、二酸化炭素を媒体とし、有機媒体を用いることなく、低温で、高効率に、しかも、廃棄物を低減化することを可能とする低環境負荷プロセスで、ニトロ化合物からアミン化合物を合成する新しいアミノ化合物の製造技術を提供することができる。
【選択図】図3
Description
(1)低環境負荷型プロセスにより、ニトロ化合物からアミノ化合物を製造する方法であって、少なくともアルミニウムとケイ素と酸素と水素から成るメソポーラスシリカを担体とする金属ナノ粒子触媒を使用し、有機溶媒をほとんど用いることなく、二酸化炭素を主な媒体として、分子内に少なくとも一つのニトロ基を有するニトロ化合物と水素とを反応させることにより、ニトロ基を還元してアミノ化合物を製造することを特徴とするアミノ化合物の製造方法。
(2)担体にMCM−41メソポーラスシリカを使用し、金属ナノ粒子として、粒径1nm以上、1μm以下のサイズのパラジウム、白金、ロジウム、又はイリジウムからなる触媒を用い、媒体として、二酸化炭素の圧力が、常圧以上、50MPa以下、温度が、室温(25℃)以上、100℃以下の範囲にある液体二酸化炭素、又は超臨界二酸化炭素を用いる、前記(1)に記載のアミノ化合物の製造方法。
(3)水素の分圧を、0.1MPa以上、5MPa未満の範囲にすることで、高収率、高選択率でニトロ化合物を還元してアミノ化合物を製造する、前記(1)又は(2)に記載のアミノ化合物の製造方法。
(4)水素化の反応時間が、1秒以上、48時間未満である、前記(1)から(3)のいずれかに記載のアミノ化合物製造方法。
(5)製造方法が、バッチ式、又は流通式である、前記(1)から(3)のいずれかに記載のアミノ化合物の製造方法。
(6)上記ニトロ化合物が、ニトロベンゼン、ニトロトルエン、ニトロ安息香酸、又はそれらの誘導体化合物である、前記(1)から(5)のいずれかに記載のアミン化合物の製造方法。
本発明は、少なくともアルミニウムとケイ素と酸素と水素から成るメソポーラスシリカを担体とする金属ナノ粒子を触媒として、有機溶媒をほとんど用いることなく、二酸化炭素を主な媒体として、分子内に一つ以上のニトロ基を有するニトロ化合物と水素とを反応させることにより、ニトロ基を還元してアミノ化合物を製造する方法に係るものである。
(1)高温で、引火爆発の危険性がある条件で原料を使用することなく、安全に、目的化合物の製造を行うことができる。
(2)有機溶媒をほとんど用いないことと、二酸化炭素を主な媒体にするため、触媒の劣化がほとんどなく、寿命が長く、収率、選択率が高く維持されるため、廃棄物を低減することができる。
(3)反応温度が0℃以上、200℃以下の低温度領域で、反応が早いので、投入エネルギーを少なくすることができ、製造装置などの腐食劣化なども抑えることが可能であり、環境にやさしい、環境低負荷型のプロセスによる製造方法を提供することができる。
金属ナノ粒子担持メソポーラスシリカ触媒は、次に示すとおりの手順で合成した。テトラエトキシシリケート、塩化パラジウム、セチルメチルアンモニウムブロマイド、水酸化ナトリウムと水を、1.0:0.01:0.27:0.34:62.5のモル比で混合し、得られたゲルをろ過後、乾燥し、550℃で10時間空気中で焼成を行った。得られた固体を、乳鉢で粉砕し、夫々XRD(粉末X線回折計)、TEM(透過型電子顕微鏡)、EPS(X線光電子分光)によって測定を行い、構造を確認した。尚、各種金属ナノ粒子の場合についても、同様にして金属ナノ粒子担持メソポーラスシリカ触媒を合成して、構造を確認した。
50mLのステンレスオートクレーブに、上記金属ナノ粒子担持メソポーラスシリカ触媒(0.05g)と、原料のニトロベンゼン(1.0g)を入れ、蓋をした。その後、これを、オーブン中にセットし、所定の温度(50℃)まで加熱後、水素(2MPa)を初めに導入した後、直ちに二酸化炭素(10MPa)も導入し、全圧を所定の圧力(12MPa)に調整した。
Claims (6)
- 低環境負荷型プロセスにより、ニトロ化合物からアミノ化合物を製造する方法であって、少なくともアルミニウムとケイ素と酸素と水素から成るメソポーラスシリカを担体とする金属ナノ粒子触媒を使用し、有機溶媒をほとんど用いることなく、二酸化炭素を主な媒体として、分子内に少なくとも一つのニトロ基を有するニトロ化合物と水素とを反応させることにより、ニトロ基を還元してアミノ化合物を製造することを特徴とするアミノ化合物の製造方法。
- 担体にMCM−41メソポーラスシリカを使用し、金属ナノ粒子として、粒径1nm以上、1μm以下のサイズのパラジウム、白金、ロジウム、又はイリジウムからなる触媒を用い、媒体として、二酸化炭素の圧力が、常圧以上、50MPa以下、温度が、室温(25℃)以上、100℃以下の範囲にある液体二酸化炭素、又は超臨界二酸化炭素を用いる、請求項1に記載のアミノ化合物の製造方法。
- 水素の分圧を、0.1MPa以上、5MPa未満の範囲にすることで、高収率、高選択率でニトロ化合物を還元してアミノ化合物を製造する、請求項1又は2に記載のアミノ化合物の製造方法。
- 水素化の反応時間が、1秒以上、48時間未満である、請求項1から3のいずれかに記載のアミノ化合物製造方法。
- 製造方法が、バッチ式、又は流通式である、請求項1から3のいずれかに記載のアミノ化合物の製造方法。
- 上記ニトロ化合物が、ニトロベンゼン、ニトロトルエン、ニトロ安息香酸、又はそれらの誘導体化合物である、請求項1から5のいずれかに記載のアミン化合物の製造方法。
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