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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Description
(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)
(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)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
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。
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1−1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1−2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1−1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1−2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1−1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1−2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1−2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1−1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1−2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。
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1−1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1−2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。
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1−1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1−2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1−1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1−2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1−1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1−2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1−1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1−2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。
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。
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1−1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1−2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1−1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1−2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1−1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1−2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1−1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1−2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。
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。
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1−1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1−2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。
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。
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。
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。
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1−1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1−2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1−2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。
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。
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。
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。
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。
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。
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1−1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1−2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1−1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1−2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1−1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1−2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1−1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1−2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1−1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1−2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1−1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1−2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1−2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1−2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1−2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。
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(SiO2;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/SiO2」と称することもある)252mgを得た。
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(SiO2;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/SiO2(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1−2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1−2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1−2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1−65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/SiO2触媒(2)」と称することもある)を得た。
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1−1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1−1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。
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(SiO2;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/SiO2触媒(3)」と称することもある)560mgを得た。
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/SiO2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。
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(SiO2;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/SiO2触媒(2)」と称することもある)560mgを得た。
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/SiO2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/SiO2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/SiO2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。
シリカ(SiO2;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/SiO2触媒(3)」と称することもある)568mgを得た。
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−79で得られた(Ir−Ru/SiO2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/SiO2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/SiO2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。
シリカ(SiO2;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/SiO2触媒(6)」と称することもある)575mgを得た。
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/SiO2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。
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/SiO2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。
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/SiO2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。
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/SiO2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。
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/SiO2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。
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/SiO2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/SiO2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/SiO2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。
シリカ(SiO2;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/SiO2触媒(7)」と称することもある)575mgを得た。
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/SiO2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。
シリカ(SiO2;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/SiO2触媒(8)」と称することもある)575mgを得た。
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−90で得られた(Ir−Ru−Re/SiO2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。
シリカ(SiO2;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/SiO2触媒(9)」と称することもある)575mgを得た。
実施例1−76と同じ装置に、実施例1−92で得られた(Ir−Ru−Re/SiO2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。
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。
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、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、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。
(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。
(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)
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。
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、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2−1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2−2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2−1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2−2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2−1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2−2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2−1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2−2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2−2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2−1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2−2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2−1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2−2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2−1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2−2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2−1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2−2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2−2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。
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(SiO2;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/SiO2」と称することもある)515mgを得た。
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3−1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。
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(SiO2;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。
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/SiO2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。
(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。
Claims (12)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
(式中、R1、R2及びR3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R1及びR2、並びにR2及びR3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。)
(式中、R1、R2及びR3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R1及びR2、並びにR2及びR3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。)
- 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。
(式中、R1、R2、R3及びR4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R1、R2、R3、及びR4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。)
(式中、R1、R2、R3及びR4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R1、R2、R3、及びR4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。)
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