JPH0616580A - 炭素−炭素多重結合を有する化合物の水素化還元方法 - Google Patents

炭素−炭素多重結合を有する化合物の水素化還元方法

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JPH0616580A
JPH0616580A JP3307153A JP30715391A JPH0616580A JP H0616580 A JPH0616580 A JP H0616580A JP 3307153 A JP3307153 A JP 3307153A JP 30715391 A JP30715391 A JP 30715391A JP H0616580 A JPH0616580 A JP H0616580A
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JP
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carbon
compound
multiple bond
hydrogen
hydrogen storage
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JP3307153A
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English (en)
Inventor
Isahiro Kawasaki
功博 川崎
Minoru Morita
稔 守田
Hiroaki Konishi
寛昭 小西
Masami Kawanari
真美 川成
Shunichi Dosemari
俊一 堂迫
Sakanori Shukke
栄記 出家
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Snow Brand Milk Products Co Ltd
Original Assignee
Snow Brand Milk Products Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】本発明は、油脂を除く炭素−炭素多重結合を有
する化合物を水素化して還元する際に、M(希土類元素
もしくはCa元素を表す)およびNiを必須元素とした六方
晶のCaCu5 型の結晶構造を有する化合物を主相とする水
素貯蔵合金を用いて、該合金から放出される水素で炭素
−炭素多重結合を接触水素化して還元することを特徴と
する炭素−炭素多重結合を有する化合物の水素化還元方
法である。 【効果】水素貯蔵合金自体が高い触媒能を有するので、
従来のニッケルなどの触媒を必要とせずに、水素ガス圧
20kg/cm2未満の安全性の高い条件で、効率良く水素化還
元を行うことが可能であり、該合金を繰り返して反応に
供することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水素貯蔵合金を用い
て、油脂を除く炭素−炭素多重結合を有する化合物を水
素化還元する方法に関する。本発明の方法は、食品、医
薬、農薬などの分野において利用される化成品の合成に
際して有用である。
【0002】
【従来の技術】水素添加による炭素−炭素多重結合を有
する化合物の還元反応については、水素雰囲気下で各種
の金属触媒を用いて行う方法が知られている。この反応
の際に用いる触媒としては、パラジウム、白金、ニッケ
ル、コバルト、銅などがある。これらのうち、パラジウ
ム及び白金は触媒としての活性が比較的高く、低温・低
圧下でも水素化反応を行うことができるが、ニッケル、
コバルト、銅などは触媒としての活性が低く、高温・高
圧条件下の反応を必要とする。パラジウムや白金などの
貴金属は再生が可能であるとはいえ高価であり、工業規
模で使用するには必ずしも適当でなかった。
【0003】近年開発されその応用が注目されている水
素貯蔵合金は、現在、自動車、ヒートポンプ及び室内の
冷暖房システムなどの分野で利用されているが、水素貯
蔵合金には、例えば、LaNi5、MgNi、TiFeなどの多くの
種類があって、合金の水素貯蔵量、排出圧力及び排出温
度などの機能は、その構成金属によって大きく異なるた
め、その利用に当たっては合金の選択が重要となる。
【0004】ところで、水素貯蔵合金による水素化還元
反応の例としては、オレフィンの水素化還元、一酸化炭
素の水素化及びアンモニアの合成が「水素貯蔵合金デー
タブック」(与野書房1987年発行)において、さらに、
オレイン酸メチルの常圧水素化分解によるC18アルコー
ル生成反応については日本化学会(第54回春季年会1987
年開催)において報告されている。また、油脂の水素添
加(特開昭63-268799号)、糖アルコールの製造(特願
平2-219100号)、ジスルフィド結合の還元(特願平2-27
7808号)、脱保護法(特願平2-277809号)などについて
も報告されている。
【0005】しかし、水素貯蔵合金を用いて油脂以外の
炭素−炭素多重結合を有する化合物を水素化した例につ
いての報告は見られない。また、炭素−炭素三重結合を
有する化合物の還元や半還元に水素貯蔵合金は利用され
ていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、接触水素化
によって油脂を除く炭素−炭素多重結合を有する化合物
の水素化を行うに当たり、反応性の高い水素貯蔵合金を
利用するため、従来の還元触媒を全く用いる必要がな
く、また、水素貯蔵合金から排出される大量の水素を低
圧で利用することができ、高い還元率で安全かつ安価に
接触水素化による油脂類を除く炭素−炭素多重結合を有
する化合物の水素化を行う方法を提供することを課題と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭素−炭素多
重結合に対し、接触水素化反応によって水素化する際
に、M(希土類元素もしくはCa元素を表す)及びNiを必
須元素とした六方晶のCaCu5 型の結晶構造を有する化合
物を主相とする水素貯蔵合金を用い、該合金から放出さ
れる水素で接触水素化を行い、還元することを特徴とす
る。
【0008】以下、本発明を詳しく説明する。本発明に
おいて用いられる炭素−炭素多重結合を有する化合物と
しては、分子内に二重結合または三重結合を一個以上有
する不飽和化合物が挙げられ、特に次式 R−C≡C−R’(R及びR’は有機原子団を表す) あるいは R−CH=CH−R’(R及びR’は有機原子団を表
す) で表される化合物が好ましく例示される。
【0009】本発明において用いられる水素貯蔵合金
は、M(希土類元素もしくはCa元素を表す)及びNiを必
須元素とした六方晶のCaCu5 型の結晶構造を有する化合
物を主相とする。具体的には CaNi5、LaNi5、LaNi4.2Al
0.8等が挙げられる。また、水素貯蔵合金内に含まれ
るCaCu5型の結晶相は、好ましくは50重量%以上含ま
れ、残部は主相以外の金属間化合物、不純物、添加元素
などが第2相もしくは混合相として存在する。
【0010】これらの水素貯蔵合金は、それ自体還元反
応に対する高い触媒能を有しているので、使用する合金
の種類と反応液の還元反応温度の設定により、20kg/cm2
未満の水素ガス圧力の条件で、高い還元率でかつ安全に
炭素−炭素多重結合を水素化することが可能である。こ
の水素貯蔵合金を微粉化した後、0℃もしくはそれ以下
の温度で水素雰囲気下、一定時間保持することにより水
素を合金に吸蔵させる。
【0011】本発明においては、反応溶液とこのあらか
じめ水素を吸蔵させた水素貯蔵合金を反応槽に入れ、脱
気後、攪拌しながら反応液を一定の温度で保持するか、
ジャケット式によって、水素貯蔵合金を一定の温度に保
持することができるようにした、棚段式カラムに水素貯
蔵合金を封入し、一定の温度に保持された反応液を循環
することにより炭素−炭素多重結合の水素化を行う。
【0012】反応後、水素ガス及び反応液を回収し、水
素貯蔵合金を冷却する。この水素貯蔵合金は、水素を再
循環することにより、次回の還元反応に繰り返し使用す
ることが可能である。なお、本発明は、水素貯蔵合金の
特性上、水素ガス圧力が20kg/cm2未満の条件で十分に炭
素−炭素多重結合の水素化を行うことが可能であり、製
造装置の保守安全上、有利である。また、水素貯蔵合金
は、耐食性、熱伝導性などの向上を意図して表面改質さ
れたメッキ粉末、表面処理粉末、銅やシリコンなどによ
るカプセル化合金なども本発明に使用可能である。
【0013】
【実施例】以下に実施例を示して本発明を具体的に説明
する。 実施例1 容量1リットルのデッドエンド式の反応容器に、予め水
素を貯蔵させた50gの水素貯蔵合金CaNi5を入れておい
た。そして、40℃、真空度750mmHgで5分間脱気し、冷
却した 0.5重量%濃度の2,5−ジメチル−ヘキサン−
3−イン−2,5−ジオール水溶液400ml を水素貯蔵合
金の入った反応容器内に注入した。その後攪拌しながら
反応温度を50℃に調整した。この時の反応容器内の水素
ガス圧は、6.5kg/cm2であった。3時間後、反応液から
触媒を除去し、減圧濃縮した。NMRによって、2,5
−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールの生成を確認し
た。ガスクロマトグラフィーの結果から、反応は 100%
進行していることが確認された。
【0014】実施例2 容量1リットルのデッドエンド式の反応容器に、予め水
素を貯蔵させた100gの水素貯蔵合金LaNi5を入れておい
た。そして、0℃、真空度750mmHgで3分間脱気し、冷
却したアリルアルコール100ml を水素貯蔵合金の入った
反応容器内に注入した。その後、攪拌しながら反応温度
を40℃に調整した。この時の反応容器内の水素ガス圧は
3.9kg/cm2 であった。4時間後、反応液から水素貯蔵合
金を濾別して蒸留したところ、沸点97.4℃の画分87mlを
得た。IR、NMRで測定し、この画分が目的のn−プ
ロピルアルコールであることを確認した。収率は87%で
あった。
【0015】実施例3 容量1リットルのデッドエンド式の反応容器に予め水素
を貯蔵させた100gの水素貯蔵合金LaNi4.2Al0.8を入れ
ておいた。そして、0℃、真空度750mmHgで2分間脱気
し、冷却した 0.5重量%ヘキサン−1−インのエタノー
ル溶液200mlを水素貯蔵合金の入った反応容器内に注入
した。その後、攪拌しながら反応温度を25℃に調整し
た。この時の反応溶液内の水素ガス圧は2.2kg/cm2 であ
った。1時間後、反応液を取り出し、蒸留し、沸点63.4
℃の画分1mlを得た。ガスクロマトグラフィーによって
分析し、1−ヘキセンが生成していることを確認した。
なお、収率は75%であった。
【0016】実施例4 容量1リットルのデッドエンド式の反応容器に、予め水
素を貯蔵させた100gの水素貯蔵合金CaNi5を入れておい
た。そして、25℃、真空度750mmHgで2分間脱気し、冷
却した 1.0重量%濃度のジフェニルアセチレンのメタノ
ール溶液200mlを水素貯蔵合金の入った反応容器内に注
入した。その後、攪拌しながら反応温度を60℃に調整し
た。この時の反応容器内の水素ガス圧は4.2kg/cm2 であ
った。1時間後、反応液の一部を取り出し、ガスクロマ
トグラフィーによって分析したところ、スチルベンゼン
が70%の収率で生成していることを確認した。さらに、
水素ガス圧10kg/cm2となるまで反応容器を加圧して反応
を行い、3時間後、触媒を濾別し、NMRによって1,
2−ジフェニルエタンの生成を確認した。なお、ガスク
ロマトグラフィーによって収率は88%であることを確認
した。
【0017】実施例5 容量1リットルのデッドエンド式の反応容器に、予め水
素を貯蔵させた100gの水素貯蔵合金CaNi5を入れておい
た。そして、0℃、真空度750mmHgで2分間脱気し、冷
却した 2.0重量%濃度の2−クロロ−1−ブテン−3−
インのエタノール溶液300ml を水素貯蔵合金の入った反
応容器内に注入した。その後、攪拌しながら反応温度を
10℃に調整した。この時の反応容器内の水素ガス圧は1.
5kg/cm2 であった。1時間後、反応液から触媒を濾別
し、NMRによって分析したところ、3−クロロ−1−
ブチンが生成していることを確認した。なお、ガスクロ
マトグラフィーにより収率は78%であることを確認し
た。
【0018】実施例6 容量1リットルのデッドエンド式の反応容器に予め水素
を貯蔵させた130gの水素貯蔵合金CaNi5 を入れておい
た。そして、0℃、真空度750mmHg で1分間脱気し、冷
却した 5.0重量%濃度の2,3−ジメチル−1,3−ブ
タジエンのメタノール溶液500mlを水素貯蔵合金の入っ
た反応容器内に注入した。その後、攪拌しながら反応温
度を10℃に調整した。この時の反応容器内の水素ガス圧
は、0.3kg/cm2であった。30分後、反応液から触媒を濾
別し、NMRによって分析したところ、2,3−ジメチ
ル−1−ブテンが生成していることを確認した。なお、
ガスクロマトグラフィーにより収率は69%であることを
確認した。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により水素貯
蔵合金を用いて炭素−炭素多重結合の水素化を行うと、
水素貯蔵合金自体が高い触媒能を有するので、従来のニ
ッケルなどの触媒を必要とせずに、水素ガス圧20kg/cm2
未満の安全性の高い条件で、効率良く炭素−炭素多重結
合の水素化を行うことが可能であり、繰り返して反応に
供することが可能である。
【0020】また、水素貯蔵合金は工業用の水素貯蔵装
置に比べて大量の水素ガスを貯蔵でき、しかも上述のよ
うに低圧で作業でき、従来の触媒であるPd、Ptよりもは
るかに安価である。さらに、先に述べたような上昇流棚
段カラムを使用する場合は、反応溶液と水素貯蔵合金の
分離に対する負荷を大幅に軽減できるという操作上の利
点もある。さらに、反応物によっては反応の際に水素圧
温度などをコントロールすることによって位置選択的あ
るいは立体選択的な炭素−炭素多重結合の水素化も可能
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 11/107 9280−4H 15/18 9280−4H 17/06 9280−4H 21/22 9280−4H 29/17 8827−4H 31/10 6958−4H // C22C 19/00 F (72)発明者 堂迫 俊一 埼玉県浦和市北浦和5−15−39−616 (72)発明者 出家 栄記 埼玉県狭山市入間川1−6−6−802

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油脂を除く炭素−炭素多重結合を有する
    化合物を水素化して還元する際に、M(希土類元素もし
    くはCa元素を表す)およびNiを必須元素とした六方晶の
    CaCu5型の結晶構造を有する化合物を主相とする水素貯
    蔵合金を用いて、該合金から放出される水素で炭素−炭
    素多重結合を接触水素化して還元することを特徴とする
    炭素−炭素多重結合を有する化合物の水素化還元方法。
  2. 【請求項2】 炭素−炭素多重結合を有する化合物が、
    次式で表される化合物である請求項1記載の水素化還元
    方法。 R−C≡C−R’(R及びR’は有機原子団を表す)
  3. 【請求項3】 炭素−炭素多重結合を有する化合物が、
    次式で表される化合物である請求項1記載の水素化還元
    方法。 R−CH=CH−R’(R及びR’は有機原子団を表
    す)
JP3307153A 1991-10-28 1991-10-28 炭素−炭素多重結合を有する化合物の水素化還元方法 Pending JPH0616580A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101948375A (zh) * 2010-09-05 2011-01-19 中南大学 一种苯酚还原制备环己酮或环己醇的方法
CN109574806A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种己炔二醇催化加氢制备己二醇的方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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