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JP6036695B2 - 水素化分解用触媒及びその製造方法、並びに当該触媒を用いたヒドロキシ化合物の製造方法 - Google Patents
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JP6036695B2 - 水素化分解用触媒及びその製造方法、並びに当該触媒を用いたヒドロキシ化合物の製造方法 - Google Patents

水素化分解用触媒及びその製造方法、並びに当該触媒を用いたヒドロキシ化合物の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、水素化分解用触媒及びその製造方法に関する。本発明は、また、当該水素化分解用触媒を用いた、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物を水素化分解して当該エーテル化合物に対応するヒドロキシ化合物を製造する方法にも関する。
本発明の水素化分解用触媒によって製造されるヒドロキシ化合物は、エーテル化合物が環状エーテルであれば、対応するジオール化合物を製造することができる。得られたジオール化合物は、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン等のポリマー原料、樹脂添加剤、医農薬中間体原料、各種溶剤等として有用な化合物である。
従来、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物を水素化分解して対応するヒドロキシ化合物を製造しうる水素化分解用触媒としては、例えば、ロジウムと、レニウム、モリブデン及びタングステンからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属とからなる触媒(例えば、特許文献1参照)、白金又はルテニウムをアルミナ等の担体に担持させた触媒(例えば、特許文献2参照)、並びに、銅−クロム触媒(例えば、特許文献2参照)が知られている。
特開2009−046417号公報 特開2003−183200号公報
Organic Syntheses Col.Vol.3,693ページ(1955)
しかしながら、提案されている上記いずれの触媒においても、工業的生産を満足させる反応速度や収率・選択率を与えるものとは言い難かった。また、過酷な反応条件や毒性を有する触媒の使用を強いられる等の問題も有していた。そのため、このような問題点を解消した、工業的に好適な水素化分解用触媒、及び、当該触媒を用いたヒドロキシ化合物の製造方法を提供することが望まれていた。
そこで、本発明は、第1の側面において、上記問題点を解決し、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物から、高い反応速度で、高収率且つ高選択的にヒドロキシ化合物を製造することが可能であり、工業的生産に適用し得る水素化分解用触媒及びそのような水素化分解用触媒の製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、第2の側面おいて、上述の水素化分解用触媒を用いることによって、高い反応速度で、高収率且つ高選択的にヒドロキシ化合物を製造することが可能であり、工業的生産に適用し得るヒドロキシ化合物の製造方法を提供することを課題とする。
本発明は、以下の成分(1)、(2)及び(3)を混合し、還元処理して得られる水素化分解用触媒を提供する。
(1)周期表第3族〜第11族の金属のいずれか1種を含む金属化合物(A)
(2)酸化ルテニウム化合物(B1)、及び周期表第8〜11族の金属のいずれか1種を含む高原子価化合物(B2)からなる群より選択される少なくとも1種を含む化合物(B)
(3)周期表第5族、6族又は7族の金属を含む金属酸化物(C)
成分(2)は、酸化ルテニウム化合物(B1)であってもよく、周期表第8〜11族の金属のいずれかを含む高原子価化合物(B2)であってもよい。また、成分(2)は、酸化ルテニウム化合物(B1)と高原子価化合物(B2)との両方を含んでいてもよい。本明細書において、金属化合物(A)、化合物(B)及び金属酸化物(C)は、互いに異なる化合物である。したがって、成分(1)、(2)及び(3)の混合物は、少なくとも3種類の化合物を含む。
上記化合物(B)が酸化ルテニウム化合物(B1)を含む場合、酸化ルテニウム化合物(B1)が酸化ルテニウム及び過酸化ルテニウム酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。上記化合物(B)が前記高原子価化合物(B2)を含む場合、高原子価化合物(B2)がヒドロキシ金属又はヒドロキシ金属酸塩であることが好ましい。
上記金属酸化物(C)は、酸化金属及び過酸化金属酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。また、上述の還元処理は水素の存在下にて行うことが好ましい。
本発明ではまた、周期表第3族〜11族の金属のいずれか1種を含む金属化合物(A)と、酸化ルテニウム化合物(B1)及び周期表第8〜11族の金属のいずれか1種を含む高原子価化合物(B2)からなる群より選択される少なくとも1種を含む化合物(B)と、周期表第5族、6族又は7族の金属を含む金属酸化物(C)と、を混合し、還元処理して水素化分解用触媒を得る工程を有する、水素化分解用触媒の製造方法を提供する。
本発明ではまた、水素源の存在下、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と、上記水素化分解用触媒と、を接触させることを特徴とする、ヒドロキシ化合物の製造方法を提供する。
上記エーテル化合物は、五員環エーテル化合物、六員環エーテル化合物又はジアルキルエーテル化合物であることが好ましい。
本発明のヒドロキシ化合物の製造方法は、水素源の存在下、下記一般式(1)で示される前記エーテル化合物と、上記水素化分解用触媒と、を接触させて、下記一般式(2)で示されるヒドロキシ化合物を得ることが好ましい。
Figure 0006036695
上記一般式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR及びR、並びにR及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。また、一般式(1)中における下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。
Figure 0006036695
上記一般式(2)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR及びR、並びにR及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。また、一般式(2)中における下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。
Figure 0006036695
上記エーテル化合物が、一般式(1a)、(1b)、(1c)及び(1d)からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物であることが好ましい。
Figure 0006036695
上記一般式(1a)、(1b)、(1c)及び(1d)中、R、R及びRは、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR及びR、並びにR及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。
水素源の存在下、下記一般式(3)で示されるエーテル化合物と上記水素化分解用触媒とを接触させて、下記一般式(4)で示されるヒドロキシ化合物を得ることが好ましい。
Figure 0006036695
上記一般式(3)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR、R、R、及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。また、一般式(3)中における下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。
Figure 0006036695
上記一般式(4)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR、R、R及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。また、一般式(4)中におけるにおける下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。
Figure 0006036695
上記エーテル化合物が一般式(3a)、(3b)、(3c)及び(3d)からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物であることが好ましい。
Figure 0006036695
上記一般式(3a)、(3b)、(3c)及び(3d)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR、R、R及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。
本発明により、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物を水素化分解して、高い反応速度で、高収率且つ高選択的に上記エーテル化合物に対応するヒドロキシ化合物を製造することが可能な水素化分解用触媒及び当該水素化分解用触媒の製造方法を提供することができる。また、本発明では、上述の水素化分解用触媒を用いることによって、高い反応速度で、高収率且つ高選択的にヒドロキシ化合物を製造することが可能であり、工業的生産に適用し得るヒドロキシ化合物の製造方法を提供する。
本発明の好適な実施形態を以下に説明する。
(水素化分解用触媒)
本実施形態の水素化分解用触媒は、成分(1)、成分(2)及び成分(3)を混合して還元処理して得られる触媒である。このような水素化分解用触媒は、例えば、成分(1)、成分(2)及び成分(3)を混合した後、得られた混合物を還元処理することによって得ることができる。
(1)周期表第3族〜11族の金属のいずれかを含む金属化合物(A)
(2)酸化ルテニウム化合物(B1)、及び周期表第8〜11族の金属のいずれかを含む高原子価化合物(B2)からなる群より選択される少なくとも一種を含む化合物(B)
(3)周期表第5族、6族又は7族の金属を含む金属酸化物(C)
(1)金属化合物(A)
本実施形態において使用する金属化合物(A)における周期表第3族〜11族の金属としては、例えば、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジム、サマリウム、イッテルビウム、ルテチウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金等が挙げられる。これらのうち、好ましくはランタン、イッテルビウム、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステン、レニウム、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、銅、金であり、より好ましくはルテニウム、ロジウム、イリジウム、白金である。すなわち、金属化合物(A)は、周期表第3族〜11族に属する金属元素のいずれか1種を構成元素として有する化合物である。
金属化合物(A)の形態は特に限定されず、例えば、金属単体、金属合金、金属塩、金属錯体、及び金属酸化物等のいずれの形態であってもよく、水和物や有機化合物の付加体であってもよい。また、金属化合物(A)が担体に担持されていてもよい。なお、これらの金属化合物(A)は、一種を単独で又は二種以上を混合して使用してもよい。
金属化合物(A)の具体的な例としては、例えば、三塩化ランタン、三臭化ランタン、三ヨウ化ランタン、三硝酸ランタン、リン酸ランタン、三硫酸二ランタン、三炭酸二ランタン等のランタン化合物;三塩化イッテルビウム、三臭化イッテルビウム、三硝酸イッテルビウム、三硫酸二イッテルビウム等のイッテルビウム化合物;四塩化ジルコニウム、四臭化ジルコニウム、四ヨウ化ジルコニウム、四硝酸ジルコニウム、二硫酸ジルコニウム等のジルコニウム化合物;四塩化ハフニウム、四臭化ハフニウム、四ヨウ化ハフニウム、四硝酸ハフニウム、二硫酸ハフニウム等のハフニウム化合物;五塩化ニオブ、五臭化ニオブ、五ヨウ化ニオブ等のニオブ化合物;五塩化タンタル、五臭化タンタル、五ヨウ化タンタル等のタンタル化合物;三塩化モリブデン、五塩化モリブデン、三臭化モリブデン等のモリブデン化合物;四塩化タングステン、六塩化タングステン、五臭化タングステン等のタングステン化合物;三塩化レニウム、五塩化レニウム、三ヨウ化レニウム等のレニウム化合物、三塩化ルテニウム、三臭化ルテニウム、五塩化ルテニウム二アンモニウム、六塩化ルテニウム三アンモニウム、六塩化ルテニウム二カリウム、六塩化ルテニウム二ナトリウム、六臭化ルテニウム三カリウム、六臭化ルテニウム二カリウム等のルテニウム化合物;二塩化コバルト、二臭化コバルト、二ヨウ化コバルト、二フッ化コバルト、二硝酸コバルト、酸化コバルト、リン酸コバルト、二酢酸コバルト等のコバルト化合物;三塩化ロジウム、六塩化ロジウム三アンモニウム、六塩化ロジウム三カリウム、六塩化ロジウム三ナトリウム、三硝酸ロジウム等のロジウム化合物;三塩化イリジウム、三臭化イリジウム、四塩化イリジウム、四臭化イリジウム、イリジウム酸アンモニウム塩、ヘキサアンミンイリジウム三塩化物、ペンタアンミンクロロイリジウム二塩化物、六塩化イリジウム三アンモニウム、六塩化イリジウム三カリウム、六塩化イリジウム三ナトリウム、四塩化イリジウム二アンモニウム、六塩化イリジウム二アンモニウム、六塩化イリジウム二カリウム、六塩化イリジウム酸、六塩化イリジウム二ナトリウム等のイリジウム化合物;二塩化ニッケル、二臭化ニッケル、二ヨウ化ニッケル等のニッケル化合物;二塩化パラジウム、二臭化パラジウム、二ヨウ化パラジウム、二酢酸パラジウム、二硝酸パラジウム、硫酸パラジウム、酸化パラジウム等のパラジウム化合物;二塩化白金、四塩化白金、六塩化白金酸、二臭化白金、四臭化白金、六臭化白金酸、二ヨウ化白金、四ヨウ化白金、二塩化白金二アンモニウム、六塩化白金二アンモニウム、六塩化白金二アンモニウム、四塩化白金二アンモニウム、六塩化白金二ナトリウム、四塩化白金二カリウム、六塩化白金二カリウム、二臭化白金二アンモニウム、四臭化白金二カリウム、六臭化白金二アンモニウム、六ヨウ化白金酸ナトリウム、六ヨウ化白金酸カリウム、酸化白金、ヘキサヒドロキソ白金酸等の白金化合物;一塩化銅、二塩化銅、二塩化銅二アンモニウム等の銅化合物;一塩化銀、一臭化銀、一ヨウ化銀等の銀化合物;一塩化金、三塩化金、四塩化金酸、三臭化金、三ヨウ化金等の金化合物が挙げられる。これらのうち、好ましくは三塩化ルテニウム、二塩化コバルト、三塩化ロジウム、三塩化イリジウム、四塩化イリジウム、六塩化イリジウム酸、二塩化ニッケル、二塩化パラジウム、二塩化白金、二塩化銅、四塩化金酸が使用される。
(2)化合物(B)
本実施形態では、化合物(B)として、酸化ルテニウム化合物(B1)、及び周期表第8〜11族の金属のいずれかを含む高原子価化合物(B2)を含む化合物(B)を用いる。
[酸化ルテニウム化合物(B1)]
本実施形態において使用する酸化ルテニウム化合物(B1)としては、酸化ルテニウム及び過酸化ルテニウム酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が好適に使用される。酸化ルテニウムとしては、例えば、二酸化ルテニウム、三酸化ルテニウム、四酸化ルテニウム等が挙げられる。これらのうち、好ましくは四酸化ルテニウムが使用される。過酸化ルテニウム酸塩としては、例えば、過ルテニウム酸カリウム、過ルテニウム酸(テトラプロピルアンモニウム)、過ルテニウム酸(テトラブチルアンモニウム)、テトラオキソルテニウム(VI)酸二カリウム、テトラオキソルテニウム(VI)酸二ナトリウム等が挙げられる。これらのうち、好ましくは過ルテニウム酸カリウム、過ルテニウム酸(テトラプロピルアンモニウム)、テトラオキソルテニウム(VI)酸二カリウム、テトラオキソルテニウム(VI)酸二ナトリウム等が使用される。これらの酸化ルテニウム化合物(B1)は、水和物、水溶液、有機化合物の付加体のいずれであってもよく、又、担体に担持されていてもよい。
[高原子価金属化合物(B2)]
本実施形態において使用する高原子価金属化合物(B2)における周期表第8族〜11族の金属としては、例えば、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金等が挙げられる。これらのうち、好ましくはルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、金である。すなわち、高原子価金属化合物(B2)は、周期表第8族〜11族に属する金属元素のいずれか1種を構成元素として有する化合物である。ここで、周期表第8族〜11族の金属としてルテニウムを有する高原子価金属化合物(B2)は、酸化ルテニウム化合物(B1)に該当する場合もある。すなわち、酸化ルテニウム化合物(B1)が、構成元素として高原子価であるルテニウムを有する化合物である場合、当該化合物は、高原子価金属化合物(B2)にも該当することとなる。このような化合物を使用した場合も、本実施形態の水素化分解用触媒に該当し得ることはいうまでもない。
本明細書における高原子価金属とは、金属の原子価が3価以上の金属を示す。高原子価金属化合物(B2)の形態は、特に限定されず、例えば、水和物や有機化合物の付加体であってもよい。又、担体に担持されていてもよい。なお、これらの高原子価金属化合物(B2)は、一種を単独で又は二種以上を混合して使用してもよい。
高原子価金属化合物(B2)としては、ヒドロキシ金属及びヒドロキシ金属酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が好適に使用される。その具体的な例としては、トリヒドロキシ鉄(III)、テトラヒドロキシルテニウム(IV)、テトラヒドロキシオスミウム(IV)、トリヒドロキシコバルト(III)、ヘキサヒドロキシロジウム(III)酸三ナトリウム、ヘキサヒドロキシロジウム(III)酸三カリウム、ヘキサヒドロキシロジウム(IV)酸二ナトリウム、ヘキサヒドロキシロジウム(IV)酸二カリウム、ヘキサヒドロキシイリジウム(IV)酸二ナトリウム、ヘキサヒドロキシイリジウム(IV)酸二カリウム、ヘキサヒドロキシパラジウム(IV)酸二ナトリウム、ヘキサヒドロキシパラジウム(IV)酸二カリウム、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸二ナトリウム、ヘキサヒドロキシ白金酸(IV)二カリウム、トリヒドロキシ金(III)等が挙げられる。好ましくはテトラヒドロキシルテニウム(IV)、ヘキサヒドロキシロジウム(III)酸三ナトリウム、ヘキサヒドロキシロジウム(III)酸三カリウム、ヘキサヒドロキシロジウム(IV)酸二ナトリウム、ヘキサヒドロキシロジウム(IV)酸二カリウム、ヘキサヒドロキシイリジウム(IV)酸二ナトリウム、ヘキサヒドロキシイリジウム(IV)酸二カリウム、ヘキサヒドロキシパラジウム(IV)酸二ナトリウム、ヘキサヒドロキシパラジウム(IV)酸二カリウム、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸二ナトリウム、ヘキサヒドロキシ白金酸(IV)二カリウム、トリヒドロキシ金(III)、より好ましくはヘキサヒドロキシロジウム(III)酸三ナトリウム、ヘキサヒドロキシイリジウム(IV)酸二カリウム、ヘキサヒドロキシパラジウム(IV)酸二カリウム、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸二ナトリウム、トリヒドロキシ金(III)が使用される。これらの高原子価金属化合物(B2)は、水和物や有機化合物の付加体であってもよく、又、担体に担持されていてもよい。
化合物(B)は、金属化合物(A)と異なる化合物である。すなわち、本実施形態の水素化分解用触媒を得るために、化合物(B)としては、金属化合物(A)とは異なる化合物が用いられる。ただし、金属化合物(A)と金属化合物(B)は、同一の金属を含んでいてもよい。
(3)金属酸化物(C)
本実施形態において使用する周期表第5族、6族又は7族の金属を含む金属酸化物(C)の金属としては、例えば、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクノチウム、レニウム等が挙げられる。好ましい金属は、バナジウム、モリブデン、タングステン、レニウムである。すなわち、金属化合物(C)は、周期表第5族、6族又は7族に属する金属元素のいずれか1種を構成元素として有する化合物である。
金属酸化物(C)の形態は、ひとつの金属−酸素結合を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、水和物や有機化合物の付加体であってもよい。金属酸化物(C)は、担体に担持されていてもよい。なお、これらの金属酸化物は、一種を単独で又は二種以上を混合して使用してもよい。
金属酸化物(C)としては、酸化金属及び過酸化金属酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が好適に使用される。その具体的な例としては、例えば、酸化バナジウム、三酸化二バナジウム、二酸化バナジウム、五酸化二バナジウム、三臭化バナジウム、ピロバナジン酸カリウム、テトラオキソバナジン(V)酸カリウム、トリオキソバナジン(V)酸カリウム、トリオキソバナジン(V)酸ナトリウム、ピロバナジン酸ナトリウム、トリオキソバナジン(V)酸リチウム等のバナジウム酸化物;ケイモリブデン酸、テトラコサオキソヘプタモリブデン(VI)酸アンモニウム、テトラオキソモリブデン(VI)酸カリウム、テトラオキソモリブデン酸カルシウム、テトラオキソモリブデン(VI)酸ナトリウム、テトラオキソモリブデン(VI)酸マグネシウム、テトラオキソモリブデン(VI)酸リチウム、二酸化モリブデン、三酸化モリブデン等のモリブデン酸化物;テトラオキソタングステン(VI)酸ナトリウム、テトラオキソタングステン(VI)酸カドミウム(II)、テトラオキソタングスステン(VI)酸カリウム、テトラオキソタングステン(VI)酸カルシウム等のタングステン酸化物;テトラオキソレニウム(VII)酸アンモニウム、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウム、テトラオキソレニウム(VII)酸ナトリウム、二酸化レニウム、三酸化レニウム、七酸化二レニウム等のレニウム酸化物が挙げられる。好ましくは、五酸化二バナジウム、トリオキソバナジン(V)酸カリウム、トリオキソバナジン(V)酸ナトリウム、ピロバナジン酸ナトリウム、テトラオキソタングステン(VI)酸ナトリウム、ケイモリブデン酸、テトラコサオキソヘプタモリブデン(VI)酸アンモニウム、テトラオキソモリブデン(VI)酸ナトリウムテトラオキソレニウム(VII)酸アンモニウム、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウム、七酸化二レニウムが使用される。
上述の金属酸化物(C)の具体例は、金属化合物(A)にも該当しうる。ただし、本実施形態の水素化分解用触媒を得るために、金属酸化物(C)として、金属化合物(A)とは異なる成分を用いる。金属化合物(A)と金属酸化物(C)は、同一の金属を含んでいてもよい。すなわち、本実施形態の水素化文化用触媒は、構成元素である金属元素が共通していてもよい少なくとも3種類の化合物を用いて製造される。
本実施形態の水素化分解用触媒は、原料を混合して混合物を得る第1工程及び当該混合物を還元処理する第2工程を有する製造方法によって得ることができる。第1工程では、金属化合物(A)、化合物(B)及び金属酸化物(C)を混合する。その混合順序は特に限定されないが、金属化合物(A)と化合物(B)とを混合した後、金属酸化物(C)を加える方法が好適に採用される。化合物(B)としては、酸化ルテニウム化合物(B1)及び/又は高原子価金属化合物(B2)を用いることができる。
より具体的な製造方法としては、第1工程において、金属化合物(A)と化合物(B)とを溶媒(例えば、水等)に加えて溶媒溶液(例えば、水溶液等)を得る。得られた水溶液を、好ましくは60〜200℃、より好ましくは100〜150℃で加熱攪拌する。次いで、この水溶液に金属酸化物(C)を加えて、好ましくは60〜200℃、より好ましくは100〜150℃で加熱攪拌して混合物を得る。
混合する際の化合物(B)の使用量は、金属化合物(A)1モルに対して、好ましくは0.1〜30モル、より好ましくは0.2〜20モルである。金属酸化物(C)の使用量は、金属化合物(A)1モルに対して、好ましくは0.5〜30モル、より好ましくは1〜20モルである。なお、これらの値は、金属化合物(A)及び金属酸化物(C)を、それぞれ金属原子に換算したときの値である。
第1工程で得られた混合物は、第2工程において、そのまま還元処理することにより水素化分解用触媒とすることができる。還元処理は、水素を発生させることが可能な通常の還元剤を用いて行うことができる。例えば、当該混合物と水素ガスとを接触させる方法が好適に採用される。当該混合物と水素ガスとを接触させる際の接触温度は、好ましくは40〜300℃、より好ましくは50〜200℃であり、接触圧力は、好ましくは常圧〜20MPa、より好ましくは0.2〜15MPaである。なお、第1工程と第2工程とを同時に行ってもよい。すなわち、混合物を調製しつつ還元処理を行って水素化分解用触媒を製造してもよい。
上述の還元処理によって得られた水素化分解用触媒は、例えば、濾過、洗浄する等して一旦単離してもよく、懸濁液の状態でそのままヒドロキシ化合物の製造に使用してもよい。
水素化反応用触媒は担体に担持された触媒(担持触媒)であってもよい。そのような担持触媒は、上述の混合物を得る際に担体を存在させることによって製造できる。使用される担体は、多孔質の担体が好適に用いられる。具体的には、例えば、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ(アルミノシリケート)、セリア、マグネシア、カルシア、チタニア、シリカチタニア(チタノシリケート)、ジルコニア及び活性炭、ゼオライト、メソ孔体(メソポーラス−アルミナ、メスポーラス−シリカ、メスポーラス−カーボン)等が使用される。これらの担体は、一種を単独で又は二種以上を混合して使用してもよい。
水素化分解用触媒が担持触媒である場合には、第2工程の後に、触媒と担体を含む組成物を焼成する第3工程を行ってもよい。焼成温度は、好ましくは50〜800℃、より好ましくは100〜600℃である。焼成時間は適宜調整することが可能であり、好ましくは0.1〜20時間、より好ましくは0.25〜15時間である。
以上の方法によって得られた水素化分解用触媒は、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物からヒドロキシ化合物を製造する触媒として用いることができる。次に、上述の水素化分解用触媒を用いたヒドロキシ化合物の製造方法の好適な実施形態を説明する。
(ヒドロキシ化合物の製造)
水素源の存在下、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と上記水素化分解用触媒とを接触させることによりヒドロキシ化合物を製造することができる。上記エーテル化合物としては、環状又は鎖状のエーテル化合物が挙げられ、好ましくは五員環エーテル化合物、六員環エーテル化合物又はジアルキルエーテル化合物である。
(ヒドロキシメチル基を有する五員環エーテル化合物を用いた製造方法)
エーテル化合物が五員環エーテル化合物の場合には、水素源の存在下、一般式(1)で示されるヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と水素化分解用触媒とを接触させる。
Figure 0006036695
一般式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示す。隣接する炭素に結合しているR及びR、R及びRは、互いに結合して環を形成していてもよい。なお、一般式(1)中の下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。
Figure 0006036695
一般式(1)のエーテル化合物と水素化分解用触媒とを接触させると、一般式(2)で示されるヒドロキシ化合物が製造される。一般式(2)で示されるヒドロキシ化合物は、1,5−ジオール化合物である。
Figure 0006036695
一般式(2)中、R、R、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示す。隣接する炭素に結合しているR及びR、R及びRは、互いに結合して環を形成していてもよい。なお、一般式(2)中の下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。
Figure 0006036695
一般式(1)において、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基であり、具体的には、例えば、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基である。なお、これらの基は、各種異性体を含む。また、隣接する炭素に結合しているR及びR、並びにR及びRは、互いに結合して環(例えば、シクロヘキサン環等)を形成していてもよい。
一般式(1)で示されるヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物としては、具体的には、一般式(1a)〜(1d)で示される化合物が挙げられる。
Figure 0006036695
上記一般式(1a)〜(1d)中、R、R及びRは、一般式(1)と同義である。
一般式(1)で示されるヒドロキシメチル基を有する五員環エーテル化合物の具体例としては、例えば、テトラヒドロフルフリルアルコール、2,3−ジヒドロフルフリルアルコール、4,5−ジヒドロフルフリルアルコール、フルフリルアルコール、5−メチルテトラヒドロフルフリルアルコール、5−エチルテトラヒドロフルフリルアルコール、5−プロピルテトラヒドロフルフリルアルコール、5−ブチルテトラヒドロフルフリルアルコール、5−ペンチルテトラヒドロフルフリルアルコール、等が挙げられる。好ましくはフルフリルアルコール、4,5−ジヒドロフルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、5−メチルテトラヒドロフルフリルアルコール、より好ましくはテトラヒドロフルフリルアルコールが使用される。
一般式(1)で示されるヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と水素化分解用触媒とを接触させて得られるヒドロキシ化合物は、上記一般式(2)で示される(即ち、1,5−ジオール化合物である)。
一般式(1a)〜(1d)で示されるヒドロキシ化合物の具体例としては、例えば、1,5−ペンタンジオール、1−ペンテン−1,5−ジオール、2−ペンテン−1,5−ジオール、ペンタ−1,3−ジエン−1,5−ジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘプタンジオール、1,5−オクタンジオール、1,5−ノナンジオール、1,5−デカンジオール等が挙げられる。好ましくは1,5−ペンタンジオール、1−ペンテン−1,5−ジオール、2−ペンテン−1,5−ジオール、1,5−ヘキサンジオールが使用され、より好ましくは1,5−ペンタンジオールが使用される。
(ヒドロキシメチル基を有する六員環エーテル化合物を用いた製造方法)
エーテル化合物が六員環エーテル化合物の場合には、水素源の存在下、一般式(3)で示されるヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と水素化分解用触媒とを接触させる。
Figure 0006036695
一般式(3)中、R,R,R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキルを示す。隣接する炭素に結合しているR及びR、R及びR、並びにR及びRは、それぞれ互いに結合して環を形成していてもよい。なお、一般式(3)中の下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。
Figure 0006036695
水素源の存在下、一般式(3)のエーテル化合物と水素化分解用触媒とを接触させると、一般式(4)で示されるヒドロキシ化合物が得られる。一般式(4)で示されるヒドロキシ化合物は、1,6−ジオール化合物である。
Figure 0006036695
一般式(4)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキルを示す。隣接する炭素に結合しているR及びR、R及びR、並びにR及びRは、それぞれ互いに結合して環を形成していてもよい。なお、一般式(4)中の下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。
Figure 0006036695
上記一般式(3)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基であり、例えば、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、又はペンチル基である。なお、これらの基は、各種異性体を含む。隣接する炭素に結合しているR、R、R及びRは、それぞれ互いに結合して環(例えば、シクロヘキサン環等)を形成していてもよい。
一般式(3)で示されるヒドロキシメチル基を有する六員環エーテル化合物としては、具体的には、一般式(3a)〜(3d)で示される化合物が挙げられる。
Figure 0006036695
一般式(3a)〜(3b)中、R,R,R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキルを示す。隣接する炭素に結合しているR及びR、R及びR、並びにR及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。
一般式(3a)〜(3d)で示されるヒドロキシメチル基を有する六員環エーテル化合物としては、例えば、テトラヒドロピラン−2−メタノール、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン−2−メタノール、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン−6−メタノール、4H−ピラン−2−メタノール、6−メチルテトラヒドロピラン−2−メタノール、6−エチルテトラヒドロピラン−2−メタノール、6−プロピルテトラヒドロピラン−2−メタノール、6−ブチルテトラヒドロピラン−2−メタノール、6−ペンチルテトラヒドロピラン−2−メタノール等が挙げられる。好ましくはテトラヒドロピラン−2−メタノール、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン−2−メタノール、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン−6−メタノール、4H−ピラン−2−メタノール、6−メチルテトラヒドロピラン−2−メタノール、6−エチルテトラヒドロピラン−2−メタノール、より好ましくはテトラヒドロピラン−2−メタノールが使用される。
一般式(3)で示されるヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と水素化分解用触媒とを接触させて得られるヒドロキシ化合物は、上記一般式(4)で示される(即ち、1,6−ジオール化合物である)。
一般式(4)で示されるヒドロキシ化合物としては、例えば、1,6−ヘキサンジオール、1−ヘキセン−1,6−ジオール、2−ヘキセン−1,6−ジオール、ヘキサ−1,4−ジエン−1,6−ジオール、1,6−ヘプタンジオール、1,6−オクタンジオール、1,6−ノナンジオール、1,6−デカンジオール、1,6−ウンデカンジオール等が挙げられる。これらのうち、好ましくは1,6−ヘキサンジオール、1−ヘキセン−1,6−ジオール、2−ヘキセン−1,6−ジオール、ヘキサ−1,4−ジエン−1,6−ジオール、1,6−ヘプタンジオール、1,6−オクタンジオール、より好ましくは1,6−ヘキサンジオールが使用される。
(ヒドロキシメチル基を有するジアルキルエーテル化合物を用いた製造方法)
一方、エーテル化合物がジアルキルエーテル化合物の場合には、水素源の存在下、一般式(5)で示されるヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と水素化分解用触媒とを接触させる。
Figure 0006036695
一般式(5)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基であり、例えば、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基である。なお、これらの基は、各種異性体を含む。R及びRは、互いに結合して環を形成していてもよい。
一般式(5)で示されるヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と水素化分解用触媒とを接触させると、一般式(6a)又は(6b)で示されるヒドロキシ化合物が得られる。一般式(6a)及び(6b)で示されるヒドロキシ化合物はモノオール化合物である。
Figure 0006036695
一般式(6a)及び(6b)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基であり、例えば、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、又はペンチル基である。なお、これらの基は、各種異性体を含む。R及びRは、互いに結合して環を形成していてもよい。
一般式(5)で示されるヒドロキシメチル基を有するジアルキルエーテル化合物の具体例としては、例えば、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−n−プロポキシエタノール、2−イソプロポキシエタノール、2−n−ブトキシエタノール、2−イソブトキシエタノール、2−t−ブトキシエタノール、2−n−ペントキシエタノール、2−シクロプロポキシエタノール、2−シクロブトキシエタノール、2−シクロペントキシエタノール、2−シクロヘキシロキシエタノール、2−メトキシプロパノール、2−エトキシプロパノール、2−n−プロポキシプロパノール、2−イソプロポキシプロパノール、2−n−ブトキシプロパノール、2−イソブトキシプロパノール、2−t−ブトキシプロパノール、2−n−ペントキシエプロパノール、2−シクロプロポキシプロパノール、2−シクロブトキシプロパノール、2−シクロペントキシプロパノール、2−シクロヘキシロキシプロパノール、2−メトキシブタノール、2−エトキシブタノール、2−n−プロポキシブタノール、2−イソプロポキシブタノール、2−n−ブトキシブタノール、2−イソブトキシブタノール、2−t−ブトキシブタノール、2−n−ペントキシエブタノール、2−シクロプロポキシブタノール、2−シクロブトキシブタノール、2−シクロペントキシブタノール、2−シクロヘキシロキシブタノール、2−メトキシペンタノール、2−エトキシペンタノール、2−n−プロポキシペンタノール、2−イソプロポキシペンタノール、2−n−ブトキシペンタノール、2−イソブトキシペンタノール、2−t−ブトキシペンタノール、2−n−ペントキシペンタノール、2−シクロプロポキシペンタノール、2−シクロブトキシペンタノール、2−シクロペントキシペンタノール、2−シクロヘキシロキシペンタノール、2−メトキシヘキサノール、2−エトキシヘキサノール、2−n−プロポキシヘキサノール、2−イソプロポキシヘキサノール、2−n−ブトキシヘキサノール、2−イソブトキシヘキサノール、2−t−ブトキシヘキサノール、2−n−ペントキシヘキサノール、2−シクロプロポキシヘキサノール、2−シクロブトキシヘキサノール、2−シクロペントキシヘキサノール、2−シクロヘキシロキシヘキサノール、2−メトキシヘプタノール、2−エトキシヘプタノール、2−n−プロポキシヘプタノール、2−イソプロポキシヘプタノール、2−n−ブトキシヘプタノール、2−イソブトキシヘプタノール、2−t−ブトキシヘプタノール、2−n−ペントキシヘプタノール、2−シクロプロポキシヘプタノール、2−シクロブトキシヘプタノール、2−シクロペントキシヘプタノール、2−シクロヘキシロキシヘプタノール等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−n−プロポキシエタノール、2−イソプロポキシエタノール、2−n−ブトキシエタノール、2−イソブトキシエタノール、2−t−ブトキシエタノール、2−n−ペントキシエタノール、2−シクロプロポキシエタノール、2−シクロブトキシエタノール、2−シクロペントキシエタノール、2−シクロヘキシロキシエタノール、より好ましくは、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−n−プロポキシエタノール、2−n−ブトキシエタノール、2−シクロプロポキシエタノール、2−シクロヘキシロキシエタノールが使用される。
一般式(6a)及び(6b)で示されるヒドロキシ化合物(モノオール化合物)の具体例としては、例えば、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール、2−ブタノール、2−ペンタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、3−ペンタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、シクロプロパノール、シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール等である。これらのうち、好ましくはエタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール、シクロプロパノール、シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノールである。
以下、水素源の存在下、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と水素化分解用触媒とを接触させることを特徴とするヒドロキシ化合物の製造の際に進行する反応を、本実施形態における反応と称することもある。
本実施形態の反応をより具体的に説明する。本実施形態の反応は、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物において、ヒドロキシメチル基が結合している炭素と、エーテル基を形成している酸素との結合を切断して、対応するヒドロキシ化合物を得る反応である。
Figure 0006036695
上記一般式中、R、R及びRは、上述のものと同義である。また、上記一般式における式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。
Figure 0006036695
本実施形態における反応において使用する水素化分解用触媒の量は、金属化合物(A)における周期表第3族〜11族の金属原子換算で、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物1モルに対して、好ましくは0.0005〜0.1モル、より好ましくは0.001〜0.075モルである。この使用量とすることで、十分な反応速度を得つつ、高収率且つ高選択的にヒドロキシ化合物を得ることができる。なお、水素化分解用触媒は、複数種の触媒を別々に調製して使用してもよい。
本実施形態における反応において使用する水素源とは、水素を提供する化合物ならば特に限定されず、例えば、水素ガス、アンモニアガス等の還元性ガス(窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスで希釈されていてもよい);水;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類;ギ酸、酢酸、クロロギ酸等の有機酸類;塩酸、硫酸等の無機酸類が挙げられる。これらうち、好ましくは還元性ガス、より好ましくは水素ガスが使用される。
上述の水素源の量は、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物1モルに対して、好ましくは5〜200モル、より好ましくは10〜160モルである。この使用量とすることで、十分な反応速度を得つつ、高収率且つ高選択的にヒドロキシ化合物を得ることができる。なお、水素化分解用触媒は、複数種の触媒を別々に調製して使用してもよい。
本実施形態における反応は溶媒中で行うことが好ましい。使用する溶媒としては反応を阻害しないものであれば特に限定されず、例えば、水;メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルルコール、エチレングリコール等のアルコール類;ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン等の炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロシクロヘキサン等のハロゲン化炭化水素類が挙げられる。これらのうち、好ましくは水、炭化水素類、エーテル類であり、より好ましくは、水、シクロヘキサン、1,2−ジエトキシエタンである。なお、これらの溶媒は、一種を単独で又は二種以上を混合して使用してもよい。
上記溶媒の使用量は、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物1gに対して、好ましくは0.05〜100g、より好ましくは0.1〜20gである。この使用量とすることで、攪拌が速やかに行われ、反応をスムーズに進行させることができる。
本実施形態における反応形態は、触媒の形態により回分式(バッチ式)又は連続式のいずれの方法も選択することができる。また、触媒の性質により均一系、及び不均一系(懸濁反応)のどちらの反応系でも実施できる。担体に担持させた触媒であれば、固定床で連続的に反応を行うこともできる。
本実施形態における反応は、例えば、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物、水素化分解用触媒及び溶媒を混合し、水素源の存在下にて、攪拌しながら反応させる等の方法によって行われる。その際の反応温度は、好ましくは25〜200℃、より好ましくは50〜150℃であり、反応圧力は、水素分圧として、好ましくは常圧〜20MPa、より好ましくは0.2〜15MPaである。この反応温度、及び反応圧力とすることで、副生成物の生成を抑制しつつ、高い反応速度で、高収率且つ高選択的に目的物であるヒドロキシ化合物を得ることができる。なお、反応を促進させるために、必要に応じて、塩酸、硫酸、リン酸等の酸を存在させてもよい。このような酸の量は、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物1モルに対して、好ましくは0.0001〜0.1モル、より好ましくは0.001〜0.04モルである。
本実施形態における反応により、目的とするヒドロキシ化合物が得られる。このヒドロキシ化合物は、反応終了後、得られた反応液から、例えば、濾過、濃縮、抽出、蒸留、昇華、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の一般的な操作によって単離・精製することができる。
本実施形態における反応では、水素化分解触媒とともに、アミン化合物を存在させて反応を行うこともできる。例えば、水素化分解用触媒とヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物とを混合した後にアミン化合物を添加して反応に共存させる方法、及び、水素化分解用触媒を製造時点でアミン化合物を添加して混合する方法等が挙げられる。反応を行う際にアミン化合物が反応系内に存在している態様ならば、どのようなタイミングでアミン化合物を添加してもよい。
アミン化合物としては、窒素原子を二個以上有するものが好ましい。そのようなアミン化合物としては、例えば、ジアミノメタン、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン等の脂肪族ジアミン;1,2−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、1,4−ジアミノベンゼン、2,3−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン等の芳香族ジアミン;2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、4−アミノピペリジン、2、3−ジアミノピリジン、2、4−ジアミノピリジン、2,5−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノピリジン、2−アミノキノリン、3−アミノキノリン、4−アミノキノリン等のヘテロ環アミンが挙げられる。これらのうち、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、1,4−ジアミノベンゼン、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジンが好ましく、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノベンゼンがより好ましい。なお、これらのアミン化合物は、一種を単独で又は二種以上を混合して使用してもよい。
アミン化合物の使用量は、化合物(B)の金属1モルに対して、好ましくは0.01〜5.0モル、より好ましくは0.1〜1.0モルである。このような使用量とすることで、反応中での逐次反応や低分子化分解反応に伴う、目的とするヒドロキシ化合物の選択率の低下を抑制することができる。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下の原料(1)〜(3)を用いて、以下に述べるとおり、水素化分解用触媒を調製し、評価を行った。
(1)周期表第3族〜11族の金属のいずれかを含む金属化合物(A)
(2)酸化ルテニウム化合物(B1)
(3)周期表第5族〜7族の金属のいずれかを含む金属酸化物(C)
実施例1−1(水素化分解用触媒の製造)
原料として、三塩化イリジウム・n水和物(石津試薬製、イリジウム濃度:53質量%)44.4mg(0.12mmol)、過ルテニウム(VII)酸カリウム24.5mg(0.12mmol)を準備した。50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、上述の原料と水5mlを加え、120℃で30分間加熱攪拌して溶液を調製した。これを一旦室温まで冷却した。冷却後の溶液に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウム34.7mg(0.12mmol)を加え、再び120℃で30分間加熱攪拌した。次いで、室温、水素雰囲気にて8MPaまで加圧し、120℃で1時間加熱攪拌して混合物を還元処理した。得られた溶液を室温まで冷却し、デカンテーションにより水層を除き、残渣として水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を得た。
実施例1−2(1,5−ペンタンジオールの合成)
Figure 0006036695
実施例1−1と同じ装置に、実施例1−1で得られた残渣(Ir−Ru−Re触媒(1))、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。これによって、上式の反応が進行した。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は100%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は19.7%、同選択率は19.7%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
なお、「5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液」は、水溶液全体を基準としてテトラヒドロフルフリルアルコールを5質量%含む水溶液である。各実施例及び比較例における転化率は、使用した原料(実施例1−2ではテトラヒドロフルフリルアルコール)に対して、濾液に残存していた原料のモル比率である。収率は、使用した原料に対する生成物(実施例1−2では1,5−ペンタンジオール)のモル比率である。選択率は、消費された原料に対する生成物のモル比率である。
実施例1−3(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は88.0%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は69.3%、同選択率は78.7%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
比較例1−1(1,5−ペンタンジオールの合成)
原料として、三塩化イリジウム・n水和物(石津試薬製、イリジウム濃度:53質量%)44.4mg(0.12mmol)及びテトラオキソレニウム(VII)酸カリウム104.1mg(0.36mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒を製造した。この水素化分解用触媒を用いて、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は39.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は27.1%、同選択率は69.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−4(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて四塩化イリジウム20.1mg(0.060mmol)を用いるとともに、過ルテニウム(VII)酸カリウムの量を12.3mg(0.060mmol)に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの量を17.4mg(0.060mmol)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(2)」と称することもある)を製造した。
実施例1−5(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−4で製造したものに変更するとともに、反応温度を80℃に変更したこと以外は、実施例1−3と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は48.7%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は49.4%、同選択率は88.6%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−6(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、過ルテニウム(VII)酸カリウムの量を38.8mg(0.19mmol)に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの量を55.0mg(0.19mmol)にそれぞれ変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(3)」と称することもある)を得た。
実施例1−7(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、反応温度を120℃から60℃に変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例1−6で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は45.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は42.3%、同選択率は93.9%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−8(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの量を55.0mg(0.19mmol)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(4)」と称することもある)を得た。
実施例1−9(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、反応温度を120℃から80℃に、水素圧を8MPaから2MPaにそれぞれ変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例1−8で製造したものにしたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は69.2%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は60.0%、同選択率は86.8%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−10(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、反応温度を120℃から80℃に、水素圧を8MPaから0.5MPaにそれぞれ変更し、水素化分解用触媒を実施例1−8で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は42.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は37.9%、同選択率は90.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−11(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて三塩化ロジウム・三水和物15.8mg(0.060mmol)を用いるとともに、過ルテニウム(VII)酸カリウムの量を12.3mg(0.060mmol)に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの量を17.4mg(0.060mmol)にそれぞれ変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Rh−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−12(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−11で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は55.6%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は45.5%、同選択率は81.8%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールの選択率は3.5%であった。
比較例1−2(1,5−ペンタンジオールの合成)
原料として、三塩化ロジウム・三水和物31.6mg(0.12mmol)及びテトラオキソレニウム(VII)酸カリウム104.1mg(0.36mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒を製造した。この水素化分解用触媒を用いたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は13.9%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は13.1%、同選択率は94.2%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−13(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて三塩化ルテニウム12.5mg(0.06mmol)を用いるとともに、過ルテニウム(VII)酸カリウムの量を12.3mg(0.060mmol)に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの量を17.4mg(0.060mmol)にそれぞれ変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ru−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−14(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−13で製造したものにしたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は52.9%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は27.1%、同選択率は51.2%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールの選択率は3.5%であった。
比較例1−3(1,5−ペンタンジオールの合成)
原料として、三塩化ルテニウム24.9mg(0.12mmol)及びテトラオキソレニウム(VII)酸カリウム104.1mg(0.36mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒を製造した。この水素化分解用触媒を用いたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は9.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は6.3%、同選択率は69.7%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−15(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて二塩化パラジウム21.3mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Pd−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−16(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−15で製造したものにしたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は34.0%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は25.3%、同選択率は74.3%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−17(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて二塩化白金16.0mg(0.060mmol)を用いるとともに、過ルテニウム(VII)酸カリウムの量を12.3mg(0.060mmol)に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの量を17.4mg(0.060mmol)にそれぞれ変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Pt−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−18(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−17で製造したものにしたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は65.2%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は52.0%、同選択率は79.7%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−19(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて塩化金酸三水和物47.3mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Au−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−20(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−19で製造したものにしたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は18.7%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は14.9%、同選択率は79.7%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−21(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて三塩化ランタン・七水和物44.6mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「La−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−22(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−21で製造したものにしたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は15.5%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は12.5%、同選択率は80.2%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
参考例1−23(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて三塩化イッテルビウム・六水和物46.5mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Yb−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
参考例1−24(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を参考例1−23で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は10.8%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は7.5%、同選択率は70.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−25(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて四塩化ジルコニウム28.0mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Zr−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−26(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−25で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は35.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は21.3%、同選択率は60.7%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−27(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて四塩化ハフニウム38.4mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Hf−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−28(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−27で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様に反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は31.4%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は16.6%、同選択率は53.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−29(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて五塩化ニオブ32.4mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Nb−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−30(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−29で製造したものにしたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は39.4%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は27.0%、同選択率は68.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−31(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて五塩化タンタル43.0mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ta−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−32(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−31で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は43.8%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は28.5%、同選択率は65.1%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
参考例1−33(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて五塩化モリブデン32.8mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Mo−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
参考例1−34(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を参考例1−33で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は5.6%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は4.6%、同選択率は82.9%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−35(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて四塩化タングステン39.1mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「W−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−36(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−35で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は36.2%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は21.6%、同選択率は59.8%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
比較例1−4(1,5−ペンタンジオールの合成)
原料として、四塩化タングステン39.1mg(0.12mmol)及びテトラオキソレニウム(VII)酸カリウム34.7mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒を製造した。この水素化分解用触媒を用いたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は0.12%であり、1,5−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
比較例1−5(1,5−ペンタンジオールの合成)
原料として、過ルテニウム(VII)酸カリウム24.5mg(0.12mmol)及びテトラオキソレニウム(VII)酸カリウム34.7mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒を製造した。この水素化分解用触媒を用いたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は2.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は1.9%、同選択率は82.9%であった。
参考例1−37(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代わりに二塩化マンガン・六水和物23.7mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Mn−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
参考例1−38(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を参考例1−37で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は8.8%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は3.6%、同選択率は41.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−39(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代わりに五塩化レニウム21.8mg(0.060mmol)を用いるとともに、過ルテニウム(VII)酸カリウムの量を12.3mg(0.060mmol)に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの量を17.4mg(0.060mmol)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Re−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−40(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−39で製造したものに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は77.4%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は40.4%、同選択率は52.2%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−41(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−39で製造したものに変更するとともに、還元処理時の反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は13.7%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は12.1%、同選択率は88.1であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
参考例1−42(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて二塩化コバルト六水和物28.6mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Co−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
参考例1−43(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を参考例1−42で製造したものに変更するとともに、反応温度を120℃から150℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は26.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は13.4%、同選択率は51.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
参考例1−44(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて二塩化銅16.1mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Cu−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
参考例1−45(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を参考例1−44で製造したものに変更するとともに、反応温度を120℃から150℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は20.9%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は10.8%、同選択率は51.9%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
参考例1−46(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて塩化銀17.2mg(0.12mmol)を用いるとともに、過ルテニウム(VII)酸カリウムの量を12.3mg(0.060mmol)に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの量を17.4mg(0.060mmol)にそれぞれ変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ag−Ru−Re触媒(1)」と称することもある)を製造した。
参考例1−47(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を参考例1−46で製造したものにしたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は7.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は5.4%、同選択率は75.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−48(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、過ルテニウム酸カリウムに代えてルテニウム酸(テトラプロピルアンモニウム)42.2mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(5)」と称することもある)を製造した。
実施例1−49(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−48で製造したものに変更するとともに、反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は78.0%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は65.8%、同選択率は84.3%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−50(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、過ルテニウム酸カリウムに代えて四酸化ルテニウム19.8mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(6)」と称することもある)を製造した。
実施例1−51(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−50で製造したものに変更するとともに、反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様に反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は86.5%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は68.0%、同選択率は84.3%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−52(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物の使用量を22.2mg(0.060mmol)に、過ルテニウム(VII)酸カリウムの使用量を12.3mg(0.060mmol)にそれぞれ変更するとともに、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムに代えてテトラオキソレニウム(VII)酸アンモニウム16.1mg(0.060mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(7)」と称することもある)を製造した。
実施例1−53(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−52で製造したものに変更するとともに、反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は57.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は45.7%、同選択率は79.7%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−54(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物の使用量を22.2mg(0.060mmol)に、過ルテニウム(VII)酸カリウムの使用量を12.3mg(0.060mmol)にそれぞれ変更するとともに、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムに代えて七酸化二レニウム14.5mg(0.030mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(8)」と称することもある)を製造した。
実施例1−55(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−54で製造したものに変更するとともに、反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は56.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は43.4%、同選択率は77.1%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−56(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムに代えてテトラオキソモリブデン(VI)酸ナトリウム二水和物29.6mg(0.122mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Mo触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−57(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−56で製造したものに変更するとともに、反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は16.5%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は15.7%、同選択率は95.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−58(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムに代えてテトラオキソタングステン(VI)酸ナトリウム二水和物39.6mg(0.12mmol)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−W触媒(1)」と称することもある)を製造した。
実施例1−59(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−58で製造したものに変更するとともに、反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は21.4%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は20.2%、同選択率は94.3%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−60(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、実施例1−1で製造した水素化分解用触媒を、1,5ペンタンジオールを合成する前に1,2−ジエトキシエタンで5回洗浄したこと、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液の代わりに5%テトラヒドロフルフリルアルコール・1,2−ジエトキシエタン溶液5.00g(2.45mmol)を用いたこと、及び反応温度を120℃から80℃に変えたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は36.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は30.8%、同選択率は85.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。なお、「5%テトラヒドロフルフリルアルコール・1,2−ジエトキシエタン溶液」は、1,2−ジエトキシエタン中に、溶液全体を基準としてテトラヒドロフルフリルアルコールを5質量%含む溶液である。
実施例1−61(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、実施例1−1で製造した水素化分解用触媒を、1,5−ペンタンジオールの合成を行う前にシクロヘキサンで5回洗浄したこと、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液の代わりに5%テトラヒドロフルフリルアルコール・シクロヘキサン溶液5.00g(2.45mmol)を用いたこと、及び反応温度を120℃から80℃に変えたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は87.9%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は22.3%、同選択率は25.4%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。なお、「5%テトラヒドロフルフリルアルコール・シクロヘキサン溶液」は、シクロヘキサン中に、溶液全体を基準としてテトラヒドロフルフリルアルコールを5質量%含む溶液である。
実施例1−62(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液をテトラヒドロフルフリルアルコール6.13g(60.0mmol)にしたこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は40.0%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は31.5%、同選択率は78.7%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−63(水素化分解用触媒の製造)及び実施例1−64(1,5−ペンタンジオールの合成)
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、四塩化イリジウム(和光純薬製,純度:99.5質量%以上)17.4mg(0.052mmol)、過ルテニウム(VII)酸カリウム10.6mg(0.052mmol)及び水2mlを加え、120℃で30分間加熱攪拌した。この溶液を一旦室温まで冷却した。冷却した溶液に、シリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、商品名:CARiACT G−6)0.25gを加えた後、60℃で減圧濃縮して溶媒を留去した。得られた残渣を更に60℃で8時間減圧乾燥して、シリカにイリジウムが4質量%、ルテニウムが2質量%担持された固体(以下、「Ir−Ru/SiO」と称することもある)252mgを得た。
得られた固体「Ir−Ru/SiO」25mg、七酸化二レニウム1.3mg(0.0026mmol)及び5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)を、ガラス製内筒管を備えたオートクレーブに入れ、水素ガスで8MPaまで加圧し、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。上記固体(「Ir−Ru/SiO」)と七酸化二レニウムとが混合され、その混合物が水素により還元処理されたことで、シリカにイリジウム、ルテニウム、及びレニウムが担持された水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re/SiO触媒(1)」と称することもある)が生成した。また、水素ガスの存在下にて、生成した水素化分解用触媒がテトラヒドロフルフリルアルコールと接触することで、水素化分解反応が進行した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は44.6%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は36.2%、同選択率は81.2%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−65(水素化分解用触媒の製造)
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、四塩化イリジウム(和光純薬製,純度:99.5質量%以上)17.4mg(0.052mmol)、過ルテニウム(VII)酸カリウム10.6mg(0.052mmol)、七酸化二レニウム12.6mg(0.026mmol)及び水2mlを加え、120℃で30分間加熱攪拌した。得られた溶液を一旦室温まで冷却した。冷却した溶液に、シリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、商品名:CARiACT G−6)0.25gを加えた後、60℃で減圧濃縮して溶媒を留去した。得られた残渣を更に60℃で8時間減圧乾燥して、シリカにイリジウムが4質量%、ルテニウムが2質量%、レニウムが4質量%担持された水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re/SiO(1)’」と称することもある)を得た。なお、各成分の担持量は、担体(シリカ)を基準とする量である。以下の実施例及び比較例も同様である。
実施例1−66(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−65で製造した触媒25mgに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は70.9%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は52.3%、同選択率は73.8%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−67(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−65で製造した触媒25mgに変更するとともに、反応温度を120℃から110℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は38.8%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は35.6%、同選択率は91.7%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−68(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−65で製造した触媒25mgに変更するとともに、反応温度を120℃から100℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は24.5%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は22.6%、同選択率は92.4%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−69(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−65において、過ルテニウム(VII)酸カリウムに代えて過ルテニウム酸テトラプロピルアンモニウム18.3mg(0.052mmol)を用いたこと以外は、実施例1−65と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re/SiO触媒(2)」と称することもある)を得た。
実施例1−70(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−69で製造した触媒25mgに変更したこと以外は、実施例1−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は70.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は52.9%、同選択率は75.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−71(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物の使用量を39.2mg(0.11mmol)に、過ルテニウム(VII)酸カリウムの使用量を22.1mg(0.11mmol)に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの使用量を31.2mg(0.11mmol)にそれぞれ変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(9)」と称することもある)を製造した。
実施例1−72(1,6−ヘキサンジオールの合成)
Figure 0006036695
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−71で製造したものに変更したこと、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液を5%テトラヒドロピラン−2−メタノール水溶液(2.15mmol)に変更したこと、及び反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様に反応を行った。これによって、上式の化学反応が進行した。その結果、テトラヒドロピラン−2−メタノールの転化率は41.3%であり、1,6−ヘキサンンジオールの収率は31.9%、同選択率は77.3%であった。なお、副生成物である1,2−ヘキサンジオールは全く生成していなかった。「5%テトラヒドロピラン−2−メタノール水溶液」は、水溶液全体を基準としてテトラヒドロピラン−2−メタノールを5質量%含む水溶液である。
実施例1−73(水素化分解用触媒の製造)
実施例1−1において、三塩化イリジウム・n水和物の使用量を50.2mg(0.14mmol)に、過ルテニウム(VII)酸カリウムの使用量を28.4mg(0.14mmol)に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの使用量を40.2mg(0.14mmol)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(10)」と称することもある)を製造した。
実施例1−74(エタノールの合成)
Figure 0006036695
実施例1−2において、水素化分解用触媒を実施例1−73で製造したものに、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液を5%2−エトキシエタノール水溶(2.77mmol)液に、反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1−2と同様に反応を行った。これによって、上式の化学反応が進行した。その結果、2−エトキシエタノールの転化率は64.9%であり、エタノールの収率は64.1%、同選択率は98.8%であった。なお、副生物であるエチレングリコールは、全く生成していなかった。「5%2−エトキシエタノール水溶液」は、水溶液全体を基準として2−エトキシエタノールを5質量%含む水溶液である。
実施例1−75(水素化分解用触媒の製造)
10mlのナスフラスコにテトラオキソルテニウム(VI)酸二カリウム1水和物(添川理化(株)製、ルテニウム濃度:26.2質量%)40.1mg(0.104mmol)と水1.0gを加え、70℃で1時間加熱攪拌した。これに四塩化イリジウム34.9mg(0.104mmol)と水1.0gを加えて、再び70℃で1時間加熱攪拌した。これにシリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、商品名:CARiACT G−6)0.50gを加えて、更に70℃で1時間加熱攪拌した。その後、溶媒をエバポレーターで減圧留去して得られた残渣を110℃で7時間乾燥した。これに、テトラオキソレニウム(VII)酸アンモニウム27.9mg(0.104mmol)を水0.4gに溶解させた溶液で含侵後、110℃で7時間、250℃で4時間乾燥して、シリカにイリジウムが4質量%、ルテニウムが2.1質量%、レニウムが3.9質量%担持された固体(以下、「Ir−Ru−Re/SiO触媒(3)」と称することもある)560mgを得た。
実施例1−76(1,5−ペンタンジオールの合成)
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、実施例1−75で得られた(Ir−Ru−Re/SiO触媒(3))25mgと、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)とを入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は54.8%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は47.4%、同選択率は86.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−77(水素化分解用触媒の製造)
10mlのナスフラスコに、テトラオキソルテニウム(VI)酸二カリウム1水和物(添川理化(株)製、ルテニウム濃度:26.2質量%)40.1mg(0.104mmol)と水1.0gとを加え、70℃で1時間加熱攪拌した。これに四塩化イリジウム34.9mg(0.104mmol)と水1.0gとを加えて、再び70℃で1時間加熱攪拌した。これにシリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、商品名:CARiACT G−6)0.50gを加えて、更に70℃で1時間加熱攪拌した。その後、溶媒をエバポレーターで減圧留去して得られた残渣を、110℃で7時間、250℃で4時間乾燥して、シリカにイリジウムが4質量%、ルテニウムが2.1質量%担持された固体(以下、「Ir−Ru/SiO触媒(2)」と称することもある)560mgを得た。
実施例1−78(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−77で得られた固体(Ir−Ru/SiO触媒(2))25mg、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)、及び七酸化二レニウム1.26mg(0.0026mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で2時間反応させて反応液を得た。上記固体(Ir−Ru/SiO触媒(2))と七酸化二レニウムが混合され、水素により還元処理されたことで、水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re/SiO触媒(4)」と称することもある)が生成した。水素ガスの存在下にて、この水素化分解用触媒がテトラヒドロフルフリルアルコールと接触することで、水素化分解反応が進行した。
反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は36.2%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は30.8%、同選択率は85.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−79(水素化分解用触媒の製造)
シリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、商品名:CARiACT G−6)0.50gに、テトラオキソルテニウム(VI)酸二カリウム水溶液((株)フルヤ金属製、ルテニウム濃度:4.3質量%)0.244g(0.104mmol)を水0.2gに配合した水溶液を含侵させ、110℃で7時間乾燥した。次に、六塩化イリジウム酸(和光純薬製、イリジウム濃度37.7%)53.0mg(0.104mmol)を水0.4gに溶解させた水溶液を、上記シリカにさらに含侵させ、110℃で7時間乾燥して粉末を得た。この粉末を250℃で4時間乾燥して、シリカにイリジウムが4質量%、ルテニウムが2.1質量%担持された固体(以下、「Ir−Ru/SiO触媒(3)」と称することもある)568mgを得た。
実施例1−80(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−79で得られた(Ir−Ru/SiO触媒(3))25mg、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)、及び七酸化二レニウム1.26mg(0.0026mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。上記固体(Ir−Ru/SiO触媒(3))と七酸化二レニウムとが混合され、水素により還元処理されたことで、シリカにイリジウム、ルテニウム及びレニウムが担持された水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re/SiO触媒(5)」と称することもある)が生成し、水素ガスの存在下にて、当該触媒がテトラヒドロフルフリルアルコールと接触することで、水素化分解反応が進行した。
反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は69.7%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は57.2%、同選択率は82.1%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−81(水素化分解用触媒の製造)
シリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、商品名:CARiACT G−6)0.50gに、テトラオキソルテニウム(VI)酸二カリウム水溶液((株)フルヤ金属製、ルテニウム濃度:4.3質量%)0.244g(0.104mmol)と水0.2gとを配合して得られた水溶液を含侵させ、110℃で7時間乾燥した。次に、六塩化イリジウム酸(和光純薬製、イリジウム濃度:37.7質量%)53.0mg(0.104mmol)を水0.4gに溶解させた水溶液を上記シリカに更に含侵させ、110℃で7時間乾燥した。乾燥後、テトラオキソレニウム(VII)酸アンモニウム27.9mg(0.104mmol)を水0.4gに溶解して得られた溶液をさらに含侵させ、110℃で7時間乾燥させた。この粉末を250℃で4時間乾燥して、シリカにイリジウムが4質量%、ルテニウムが2.1質量%、レニウムが3.9質量%担持された固体(以下、「Ir−Ru−Re/SiO触媒(6)」と称することもある)575mgを得た。
実施例1−82(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−81で得られた固体(Ir−Ru−Re/SiO触媒(6))25mg、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は59.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は49.8%、同選択率は84.3%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−83(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−81と同じ方法で得られた固体(Ir−Ru−Re/SiO触媒(6))307mg、及び5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液10.0g(4.90mmol)を入れ、水素ガスで1MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で1時間加熱攪拌した。この懸濁溶液を遠心分離することで液層を除去した。この残渣にテトラヒドロフルフリルアルコール水溶液3.07g(30.1mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で4時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は82.6%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は60.7%、同選択率は73.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−84(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−81と同じ方法で得られた固体(Ir−Ru−Re/SiO触媒(6))154mg、及び5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液7.50g(3.68mmol)を入れ、水素ガスで1MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で1時間加熱攪拌した。このようにして得られた懸濁溶液を遠心分離することで液層を除去して残渣を得た。この残渣に50%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液3.19g(15.6mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は72.5%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は60.9%、同選択率は84.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−85(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−81と同じ方法で得られた固体(Ir−Ru−Re/SiO触媒(6))103mg、及び20%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(9.79mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で9時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は97.8%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は71.6%、同選択率は73.2%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−86(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−81と同じ方法で得られた固体(Ir−Ru−Re/SiO触媒(6))84.6mg、及び5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)を入れ、水素ガスで1MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で1時間加熱攪拌した。これに更に95%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(46.5mmol)を添加し、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で20時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は80.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は65.3%、同選択率は81.3%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−87(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−79で得られた固体(Ir−Ru/SiO触媒(3))25mg、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)、及びテトラコサオキソヘプタモリブデン(VI)酸アンモニウム0.92mg(0.000743mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で18時間反応させた。上記固体(Ir−Ru/SiO触媒(3))とテトラコサオキソヘプタモリブデン(VI)酸アンモニウムが混合され、水素により還元処理されたことで、水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Mo/SiO触媒(1)」と称することもある)が生成した。水素ガスの存在下にて、当該水素化分解用触媒がテトラヒドロフルフリルアルコールと接触することで、水素化分解反応が進行した。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は58.8%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は48.5%、同選択率は82.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−88(水素化分解用触媒の製造)
シリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、商品名:CARiACT G−6)0.50gに、テトラオキソルテニウム(VI)酸二カリウム水溶液((株)フルヤ金属製、ルテニウム濃度:4.3質量%)0.244g(0.104mmol)を水0.2gに配合した水溶液を含侵させ、110℃で7時間乾燥した。次に、このシリカに、さらに四塩化イリジウム34.7mg(0.104mmol)を水0.4gに溶解させた水溶液を含侵させ、110℃で7時間乾燥した。乾燥後、テトラオキソレニウム(VII)酸アンモニウム27.9mg(0.104mmol)を水0.4gに溶解させた溶液をさらに含侵させ、110℃で7時間乾燥した。このようにして得られた粉末を250℃で4時間乾燥して、シリカにイリジウムが4質量%、ルテニウムが2.1質量%、レニウムが3.9質量%担持された固体(以下、「Ir−Ru−Re/SiO触媒(7)」と称することもある)575mgを得た。
実施例1−89(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−88で得られた固体(Ir−Ru−Re/SiO触媒(7))25mg、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)、及び1mol/l塩酸20mgを入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は61.8%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は52.8%、同選択率は85.4%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−90(水素化分解用触媒の製造)
シリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、商品名:CARiACT G−6)0.50gに、テトラオキソルテニウム(VI)酸二ナトリウム水溶液((株)フルヤ金属製、ルテニウム濃度:8.1質量%)0.130g(0.104mmol)を水0.3gに配合して得られた水溶液を含侵させ、110℃で7時間乾燥した。次に、上記シリカに、六塩化イリジウム酸(和光純薬製、イリジウム濃度:37.7質量%)53.0mg(0.104mmol)を水0.4gに溶解して得られた水溶液をさらに含侵させ、110℃で7時間乾燥した。乾燥後、テトラオキソレニウム(VII)酸アンモニウム27.9mg(0.104mmol)を水0.4gに溶解させた溶液でさらに含侵させ、110℃で7時間乾燥させた。このようにして得られた粉末を、250℃で4時間乾燥して、シリカにイリジウムが4質量%、ルテニウムが2.1質量%、レニウム3.9質量%が担持された固体(以下、「Ir−Ru−Re/SiO触媒(8)」と称することもある)575mgを得た。
実施例1−91(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−90で得られた(Ir−Ru−Re/SiO触媒(8))25mg、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)、及び1mol/l塩酸40mgを入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は58.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は50.3%、同選択率は86.3%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−92(水素化分解用触媒の製造)
シリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、商品名:CARiACT G−6)0.50gに、六塩化イリジウム酸(和光純薬製、イリジウム濃度:37.7質量%)53.0mg(0.104mmol)を水0.4gに溶解して得られた水溶液を含侵させ、110℃で7時間乾燥した。次に、このシリカに、テトラオキソルテニウム(VI)酸二カリウム水溶液((株)フルヤ金属製、ルテニウム濃度:4.3質量%)0.244g(0.104mmol)を水0.2gに配合して得られた水溶液を含侵させ、110℃で7時間乾燥した。乾燥後、テトラオキソレニウム(VII)酸アンモニウム27.9mg(0.104mmol)を水0.4gに溶解させた溶液をさらに含侵させ、110℃で7時間乾燥した。このようにして得られた粉末を250℃で4時間乾燥して、シリカにイリジウムが4質量%、ルテニウムが2.1質量%、レニウム3.9質量%が担持された固体(以下、「Ir−Ru−Re/SiO触媒(9)」と称することもある)575mgを得た。
実施例1−93(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−92で得られた(Ir−Ru−Re/SiO触媒(9))25mg、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)、及び1mol/l塩酸40mgを入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、メンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は50.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は43.2%、同選択率は86.3%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例1−94(水素化分解用触媒の前駆体製造)
活性炭AC((株)日本エンバイロケミカルズ製、商品名:白鷺KL)0.500gに、テトラオキソルテニウム(VI)酸二カリウム水溶液((株)フルヤ金属製、ルテニウム濃度:4.3質量%)236mg(0.100mmol)を水1.50gで希釈したルテニウム水溶液で含浸させ、110℃で4時間乾燥した。得られた粉体物に、Ir濃度が0.423mmol/gである六塩化イリジウム酸水溶液241mg(Ir:0.102mmol)を水1.50gで希釈したイリジウム水溶液を含浸させ、110℃で12時間乾燥した。乾燥後、250℃で4時間焼成して、イリジウムが4質量%、ルテニウムが2質量%担持された固体(以下、「Ir−Ru/AC」と称することもある)522mgを得た。
実施例1−95(水素化分解用触媒の製造)及び実施例1−96(1,5−ペンタンジオールの合成)
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、実施例1−94で得られた固体「Ir−Ru/AC」25.1mg、七酸化二レニウム1.4mg(0.0029mmol)及び水2.0gを入れ、水素ガスで8MPaまで加圧し、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。反応後、残渣を遠心分離によりろ別し、残渣を3回水洗することで、水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re/AC触媒(1)」を得た。
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、先に得た「Ir−Ru−Re/AC触媒(1)」と5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧し、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は68.8%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は60.9%、同選択率は88.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−97(水素化分解用触媒の製造)及び実施例1−98(1,5−ペンタンジオールの合成)
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、実施例1−94で得られた固体「Ir−Ru/AC」51.3mg、七酸化二レニウム2.5mg(0.0052mmol)及び水4.0gを入れ、水素ガスで8MPaまで加圧し、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。反応後、残渣を遠心分離によりろ別し、さらに3回水洗することで、水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re/AC触媒(2)」を得た。
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、得られたIr−Ru−Re/AC触媒(2)と50%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.20g(25.5mmol)とを入れ、水素ガスで8MPaまで加圧し、攪拌しながら120℃で10時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は69.2%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は59.7%、同選択率は86.1%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例1−99(水素化分解用触媒の製造)及び実施例1−100(1,5−ペンタンジオールの合成)
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、実施例1−94で得られた固体「Ir−Ru/AC」50.8mg、七酸化二レニウム2.5mg(0.0052mmol)及び水4.0gを入れ、水素ガスで8MPaまで加圧し、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。反応後、残渣を遠心分離によりろ別し、さらに3回水洗することで、水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re/AC触媒(3)」を得た。
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、得られた「Ir−Ru−Re/AC触媒(3)」とテトラヒドロフルフリルアルコール3.10g(30.4mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧し、攪拌しながら120℃で50時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は74.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は53.4%、同選択率は72.1%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
以上の結果から、
(1)周期表第3族〜11族の金属のいずれかを含む金属化合物(A)、
(2)酸化ルテニウム化合物(B1)、及び
(3)周期表第5族、6族又は7族の金属を含む金属酸化物(C)、
を混合し還元処理することによって得られる水素化分解用触媒が、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と水素源の存在下にて接触することによって、高い反応速度で、高収率且つ高選択的に対応するヒドロキシ化合物を与えることが分かった。
次に、以下の原料(1)〜(3)を用いて、以下に述べるとおり、水素化分解用触媒を調製し、評価を行った。
(1)周期表第3族〜11族の金属のいずれかを含む金属化合物(A)
(2)周期表第8族〜11族の金属のいずれかを含む高原子価金属化合物(B2)
(3)周期表第5族〜7族の金属のいずれかを含む金属酸化物(C)
実施例2−1(水素化分解用触媒の製造)
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、三塩化イリジウム・n水和物(石津試薬製、イリジウム濃度:53質量%)20.1mg(0.060mmol)、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸二ナトリウム20.6mg(0.060mmol)及び水5mlを加え、120℃で30分間加熱攪拌して溶液を得た。この溶液を一旦室温まで冷却し、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウム17.4mg(0.060mmol)を加え、再び120℃で30分間加熱攪拌した。次いで、室温にて水素雰囲気にて8MPaまで加圧し、120℃で1時間加熱攪拌して混合物を還元処理した。得られた溶液を室温まで冷却し、デカンテーションにより水層を除き、残渣として水素化分解用触媒(以下、「Ir−Pt−Re触媒(1)」と称することもある)を得た。
実施例2−2(1,5−ペンタンジオールの合成)
Figure 0006036695
実施例2−1と同じ装置に、実施例2−1で得られた残渣(Ir−Pt−Re触媒(1))、及び5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。これによって、上式の化学反応が進行した。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は100%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は44.6%、同選択率は44.6%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例2−3(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から100℃に変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は96.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は81.8%、同選択率は85.2%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
比較例2−1(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−1において、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸二ナトリウムを加えなかったこと以外は、実施例2−1と同様にして水素化分解用触媒の製造を行い、水素化分解用触媒「Ir−Re触媒」を調製した。
実施例2−2において、還元処理時の反応温度を120℃から100℃に変更するとともに、水素化反応触媒をここで調製した「Ir−Re触媒」に変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は27.5%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は25.2%、同選択率は91.9%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例2−4(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から80℃に変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は39.8%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は38.8%、同選択率は97.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例2−5(水素化分解用触媒の製造)
実施例2−1において、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの量を26.0mg(0.090mmol)に変更したこと以外は、実施例2−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Pt−Re触媒(2)」と称することもある)を得た。
実施例2−6(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から80℃に変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例2−5で製造したものに変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は73.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は69.8%、同選択率は95.2%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例2−7(水素化分解用触媒の製造)
実施例2−1において、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸二ナトリウムに代えてヘキサヒドロキシ白金(IV)酸17.9mg(0.060mmol)を用いるとともに、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムの量を26.0mg(0.090mmol)に変更したこと以外は、実施例2−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Pt−Re触媒(3)」と称することもある)を得た。
実施例2−8(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から80℃に変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例2−7で製造したものに変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は34.9%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は34.1%、同選択率は97.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例2−9(水素化分解用触媒の製造)
実施例2−1において、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウムに代えてテトラオキソモリブデン酸二ナトリウム・二水和物14.5mg(0.060mmol)を用いたこと以外は、実施例2−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Pt−Mo触媒(1)」と称することもある)を得た。
実施例2−10(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から100℃に、反応時間を1時間から10時間に変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例2−9で製造したものに変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は62.2%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は57.1%、同選択率は91.9%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例2−11(水素化分解用触媒の製造)
実施例2−1において、三塩化イリジウム・n水和物の代わりに三塩化ロジウム・三水和物15.8mg(0.060mmol)を用いたこと以外は、実施例2−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Rh−Pt−Re触媒(1)」と称することもある)を得た。
実施例2−12(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から100℃に変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例2−11で製造したものに変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は37.5%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は36.4%、同選択率は97.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例2−13(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から100℃に、反応時間を1時間から24時間にそれぞれ変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例2−11で製造したものに変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は95.5%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は90.2%、同選択率は94.4%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例2−14(水素化分解用触媒の製造)
実施例2−1において、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸二ナトリウムに代えてトリヒドロキシ金(III)14.9mg(0.060mmol)を用いたこと以外は、実施例2−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Au−Re触媒(1)」と称することもある)を得た。
実施例2−15(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から100℃に変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例2−14で製造したものに変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は44.4%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は39.9%、同選択率は89.7%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例2−16(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−1において、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸二ナトリウムに代えてヘキサヒドロキシロジウム(III)酸三ナトリウム16.4mg(0.060mmol)を用いたこと以外は、実施例2−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Ir−Rh−Re触媒(1)」と称することもある)を得た。
実施例2−17(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から100℃に変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例2−16で製造したものに変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は41.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は38.6%、同選択率は93.5%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例2−18(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて三塩化ロジウム・三水和物15.8mg(0.060mmol)を用いたこと、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸二ナトリウムに代えてヘキサヒドロキシロジウム(III)酸三ナトリウム16.4mg(0.060mmol)を用いたこと以外は、実施例2−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Rh−Rh−Re触媒(1)」と称することもある)を得た。
実施例2−19(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から100℃に変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例2−18で製造したものに変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は23.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は38.6%、同選択率は97.2%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例2−20(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−1において、三塩化イリジウム・n水和物に代えて塩化白金(II)16.0mg(0.060mmol)を用いるとともに、ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸二ナトリウムに代えてヘキサヒドロキシロジウム(III)酸三ナトリウム16.4mg(0.060mmol)を用いたこと以外は、実施例2−1と同様にして水素化分解用触媒(以下、「Pt−Rh−Re触媒(1)」と称することもある)を得た。
実施例2−21(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、反応温度を120℃から100℃に変更するとともに、水素化分解用触媒を実施例2−20で製造したものに変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は45.1%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は42.8%、同選択率は95.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例2−22(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例2−2において、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液に代えてテトラヒドロフルフリルアルコール3.03g(29.7mmol)を用いたこと、反応温度を120℃から100℃に変更したこと、反応時間を1時間から24時間変更したこと、及び水素化分解用触媒を実施例2−5で製造したものに変更したこと以外は、実施例2−2と同様にして反応を行った。その結果、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は99.4%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は72.7%、同選択率は73.1%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例2−23(水素化分解用触媒の製造)及び実施例2−24(1,5−ペンタンジオールの合成)
ヘキサヒドロキシ白金(IV)酸30.3mg(0.101mmol)とトリエチルアミン30.1mg(0.298mmol)を水1.20gに溶解させて白金水溶液を調製した。この白金水溶液をシリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、商品名:CARiACT G−6)0.500gに含浸させ、真空ポンプ減圧下、50℃で4時間乾燥した。得られた粉体物に、三塩化ロジウム・三水和物26.6mg(0.101mmol)を水1.20gに溶解させたロジウム水溶液を含浸させ、110℃で12時間乾燥した。乾燥後、400℃で4時間焼成して、ロジウムが2質量%、白金が4質量%担持された固体(以下、「Rh−Pt/SiO」と称することもある)515mgを得た。
実施例2−2と同様の装置に、実施例2−23で得られた固体「Rh−Pt/SiO」50.6mg、七酸化二レニウム2.5mg(0.0052mmol)及び5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧し、攪拌しながら120℃で2時間反応させた。上記固体(「Rh−Pt/SiO」)と七酸化二レニウムとを混合し、その混合物を水素により還元処理することで、水素化分解用触媒(以下、「Rh−Pt−Re/SiO触媒(1)」と称することもある)が生成した。水素ガスの存在下にて、当該水素分解用触媒がテトラヒドロフルフリルアルコールと接触することで、水素化分解反応が進行した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は64.5%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は55.4%、同選択率は85.8%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは全く生成していなかった。
実施例3−1(水素化分解用触媒の製造)
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、三塩化イリジウム・n水和物(石津試薬製、イリジウム濃度:53質量%)22.2mg(イリジウムが0.061mmol)、過ルテニウム(VII)酸カリウム19.6mg(0.095mmol)及び水5mlを加え、120℃で30分間加熱攪拌した。これを一旦室温まで冷却した。冷却後の溶液に、テトラオキソレニウム(VII)酸カリウム27.8mg(0.095mmol)と1,2−ジアミノエタン2.8mg(0.047mmol)を加え、再び120℃で30分間加熱攪拌した。次いで、室温にて水素雰囲気にて8MPaまで加圧し、120℃で1時間加熱攪拌して混合物を還元処理した。得られた溶液を室温まで冷却し、デカンテーションにより水層を除き、残渣として水素化分解用触媒(以下、「Ir−Ru−Re触媒(11)」と称することもある)を得た。
実施例3−2(1,5−ペンタンジオールの合成)
実施例3−1と同じ装置に、実施例3−1で得られた残渣(Ir−Ru−Re触媒(11))、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧した後、攪拌しながら100℃で2時間反応させた。反応の最中、1,2−ジアミノエタンが共存していた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は74.3%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は64.6%、同選択率は87.0%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
実施例3−3(水素化分解用触媒の製造)
テトラオキソルテニウム(VI)酸二カリウム水溶液((株)フルヤ金属製、ルテニウム濃度:4.3質量%)0.244g(ルテニウムが0.104mmol)を水0.2gに溶解させて水溶液を調製した。シリカ(SiO;富士シリシア化学株式会社製、CARiACT G−6)0.50gに、この水溶液を含侵させ、110℃で7時間乾燥した。
含浸及び乾燥を行ったシリカに、六塩化イリジウム酸(和光純薬製、イリジウム濃度:37.7質量%)53.0mg(イリジウムが0.104mmol)を水0.4gに溶解させた水溶液を含侵させた。110℃で7時間乾燥後、最後にテトラコサオキソヘプタモリブデン(VI)酸アンモニウム4水和物18.4mg(モリブデンが0.104mmol)を水0.4gに溶解させた溶液を含侵させ、110℃で7時間乾燥させて粉末を得た。この粉末を250℃で4時間乾燥して、シリカにイリジウムが4質量%、ルテニウムが2.1質量%、モリブデンが2.0質量%担持された固体(以下、「Ir−Ru−Mo/SiO触媒(2)」と称することもある)575mgを得た。
実施例3−4(1,5−ペンタンジオールの合成)
50mlのガラス製内筒管を備えたオートクレーブに、実施例3−3で得られた「Ir−Ru−Mo/SiO触媒(2)」25mg、5%テトラヒドロフルフリルアルコール水溶液5.00g(2.45mmol)及び1,2−ジアミノエタンを1質量%含有する水溶液15.6mg(0.0026mmol)を入れ、水素ガスで8MPaまで加圧し、攪拌しながら150℃で4時間反応させた。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、次いでメンブランフィルター(0.45μm)を備えた注射器で濾過した。
得られた濾液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、テトラヒドロフルフリルアルコールの転化率は40.2%であり、1,5−ペンタンジオールの収率は31.1%、同選択率は77.4%であった。なお、副生成物である1,2−ペンタンジオールは、全く生成していなかった。
以上の結果から、
(1)周期表第3族〜11族の金属のいずれかを含む金属化合物(A)、
(2)周期表第8族〜11族の金属のいずれかを含む高原子価金属化合物(B2)、及び
(3)周期表第5族、6族又は7族の金属を含む金属酸化物(C)、
を混合し還元処理することによって得られる水素化分解用触媒が、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と水素源の存在下にて接触することによって、高い反応速度で、高収率且つ高選択的に対応するヒドロキシ化合物を与えることが分かった。
本発明により、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物を水素化分解して、高い反応速度で、高収率且つ高選択的に対応するヒドロキシ化合物を与えうる水素化分解用触媒を提供することができる。上記エーテル化合物が環状エーテルであれば、対応するジオール化合物を製造することができる。得られたジオール化合物は、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン等のポリマー原料、樹脂添加剤、医農薬中間体原料、各種溶剤等として有用である。

Claims (12)

  1. ランタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、タングステン、レニウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金及び金から選択されるいずれか1種を含む金属化合物(A)と、
    酸化ルテニウム化合物(B1)、並びに、ルテニウム、ロジウム、白金及び金から選択されるいずれか1種を含む高原子価化合物(B2)からなる群より選択される少なくとも1種を含む化合物(B)と、
    レニウム、モリブデン及びタングステンから選択されるいずれか1種を含む金属酸化物(C)と、を混合し還元処理して得られ、前記金属化合物(A)、前記化合物(B)及び前記金属酸化物(C)は互いに異なる化合物である水素化分解用触媒。
  2. 前記化合物(B)が前記酸化ルテニウム化合物(B1)を含み、
    前記酸化ルテニウム化合物(B1)が酸化ルテニウム及び過酸化ルテニウム酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1に記載の水素化分解用触媒。
  3. 前記化合物(B)が前記高原子価化合物(B2)を含み、
    前記高原子価化合物(B2)がヒドロキシ金属又はヒドロキシ金属酸塩である、請求項1又は2に記載の水素化分解用触媒。
  4. 前記金属酸化物(C)が、酸化金属及び過酸化金属酸塩からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水素化分解用触媒。
  5. 前記還元処理を水素の存在下にて行う請求項1〜4のいずれか1項に記載の水素化分解用触媒。
  6. ランタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、タングステン、レニウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金及び金から選択されるいずれか1種を含む金属化合物(A)と、酸化ルテニウム化合物(B1)、並びに、ルテニウム、ロジウム、白金及び金から選択されるいずれか1種を含む高原子価化合物(B2)からなる群より選択される少なくとも1種を含む化合物(B)と、レニウム、モリブデン及びタングステンから選択されるいずれか1種を含む金属酸化物(C)と、を混合し、還元処理して水素化分解用触媒を得る工程を有し、
    前記金属化合物(A)、前記化合物(B)及び前記金属酸化物(C)は互いに異なる化合物である、水素化分解用触媒の製造方法。
  7. 水素源の存在下、ヒドロキシメチル基を有するエーテル化合物と、請求項1〜5のいずれか1項に記載の水素化分解用触媒と、を接触させる工程を有する、ヒドロキシ化合物の製造方法。
  8. 前記エーテル化合物が、五員環エーテル化合物、六員環エーテル化合物又はジアルキルエーテル化合物である、請求項7に記載のヒドロキシ化合物の製造方法。
  9. 水素源の存在下、下記一般式(1)で示される前記エーテル化合物と、前記水素化分解用触媒と、を接触させて、下記一般式(2)で示されるヒドロキシ化合物を得る、請求項7に記載のヒドロキシ化合物の製造方法。
    Figure 0006036695

    (式中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR及びR、並びにR及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。また、式中における下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。)
    Figure 0006036695

    (式中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR及びR、並びにR及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。また、式中における下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。)
    Figure 0006036695
  10. 記エーテル化合物が一般式(1a)、(1b)、(1c)及び(1d)からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、請求項7に記載のヒドロキシ化合物の製造方法。
    Figure 0006036695

    (式中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR及びR、並びにR及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。)
  11. 水素源の存在下、下記一般式(3)で示される前記エーテル化合物と前記水素化分解用触媒とを接触させて、一般式(4)で示されるヒドロキシ化合物を得る、請求項7に記載のヒドロキシ化合物の製造方法。
    Figure 0006036695

    (式中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR、R、R、及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。また、式中における下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。)
    Figure 0006036695

    (式中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR、R、R、及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。また、式中におけるにおける下記式(a)の結合は、単結合又は二重結合を示す。)
    Figure 0006036695
  12. 前記エーテル化合物が一般式(3a)、(3b)、(3c)及び(3d)からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、請求項7に記載のヒドロキシ化合物の製造方法。
    Figure 0006036695

    (式中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示し、隣接する炭素に結合しているR、R、R及びRは、互いに結合してそれぞれ環を形成していてもよい。)
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