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酸化反応用高分子担持金クラスター触媒 コモンズ

国内特許コード P07P004687
整理番号 E076P62
掲載日 2007年10月11日
出願番号 特願2006-065982
公開番号 特開2007-237116
登録番号 特許第4792559号
出願日 平成18年3月10日(2006.3.10)
公開日 平成19年9月20日(2007.9.20)
登録日 平成23年8月5日(2011.8.5)
発明者
  • 小林 修
  • 松原 亮介
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 酸化反応用高分子担持金クラスター触媒 コモンズ
発明の概要 【課題】 高分子固定化ナノサイズ金クラスター触媒を、アルコールのカルボニル化合物への酸素酸化反応等の酸化反応に利用する方法を提供する。
【解決手段】 金のナノサイズクラスターをスチレン系高分子に担持させて成る酸化反応用高分子担持金クラスター触媒であって、該スチレン系高分子はスチレンモノマーをベースとし、その主鎖又はベンゼン環に架橋性官能基を有する親水性側鎖を有し、該架橋性官能基としてエポキシ基と水酸基を有する高分子であり、該スチレン系高分子のエポキシ基と水酸基とを架橋させて成る酸化反応用高分子担持金クラスター触媒である。この高分子担持金クラスター触媒は酸化反応、特に、酸素分子によるアルコールの酸化反応を効果的に触媒し、カルボニル化合物を効果的に合成する。
【選択図】 なし
従来技術、競合技術の概要


金コロイド、金ナノクラスターは生物学、触媒、ナノテクノロジーなど様々な分野に置いて注目され、活発に研究されてきた。
金ナノクラスターを触媒として用いる酸素酸化反応は1989年Hrutaらによって、低温一酸化炭素酸化反応において非常に高活性であると報告された(非特許文献1)
一方、酸素を酸化剤として用いた金属触媒によるアルコールのアルデヒド、ケトン、カルボン酸への酸化反応は、RuやPd触媒等を用いる例が、均一系触媒、固相触媒ともに多数報告されている。近年、金クラスターを触媒として用いる例も多数報告されているが、適用可能な基質が限られていることや、選択性が悪いといった問題点が残っている(非特許文献2)。さらに、ナノサイズ金クラスターは低分子チオール化合物が形成するミセル中などでは比較的安定であるが、触媒反応などに供した場合、容易に凝集するため保存や回収再使用は困難であった。
一方、本願発明者らは、マイクロカプセル化法を用いてスチレン系高分子に遷移金属ナノサイズクラスターを担持することにより、パラジウムや白金に於いて非常に高活性な触媒の製造が出来ることを見出してきた(非特許文献3~4、特許文献1)。



【特許文献1】
WO2005/085307
【非特許文献1】
J. Catal. 1989, 115, 301-309
【非特許文献2】
Chem. Rev. 2004, 104, 3037-3058
【非特許文献3】
J.Am.Chem.Soc. 127, 2125-2135(2005)
【非特許文献4】
Synlett 2005, 813-816.

産業上の利用分野


この発明は、酸化反応用の高分子担持金クラスター触媒に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
金のナノサイズクラスターをスチレン系高分子に担持させて成る酸化反応用高分子担持金クラスター触媒であって、該スチレン系高分子はスチレンモノマーをベースとし、そのベンゼン環に架橋性官能基を有する親水性側鎖を有し、該架橋性官能基としてエポキシ基と水酸基を有する高分子であり、該スチレン系高分子のエポキシ基と水酸基とを架橋させて成る、アルコールと酸素分子とを反応させてカルボニル化合物を製造するための酸化反応用高分子担持金クラスター触媒。

【請求項2】
前記スチレン系高分子が、下式(化5)
【化5】


(式中、l、m及びnは構成モノマーのモル比を表す。)で表される請求項1に記載の酸化反応用高分子担持金クラスター触媒。

【請求項3】
1価又は3価の金化合物を、架橋性官能基を有する重量平均分子量1万から15万のスチレン系高分子の溶液中で還元剤により還元し、続いて該スチレン系高分子に対する貧溶媒を加えて相分離させることによりナノサイズ金クラスターをスチレン系高分子に担持し、さらに、該ナノサイズ金クラスターを担持したスチレン系高分子を架橋させてなる請求項1又は2に記載の酸化反応用高分子担持金クラスター触媒。

【請求項4】
前記スチレン系高分子を加熱により架橋させることを特徴とする請求項3に記載の酸化反応用高分子担持金クラスター触媒。

【請求項5】
前記還元剤が水素化ホウ素化合物、水素化アルミニウム化合物又は水素化ケイ素化合物である請求項3又は4に記載の酸化反応用高分子担持金クラスター触媒。

【請求項6】
前記還元剤が水素化ホウ素ナトリウム又はボランである請求項5に記載の酸化反応用高分子担持金クラスター触媒。

【請求項7】
前記金化合物が、ハロゲン化金又はハロゲン化金のトリフェニルホスフィン錯体である請求項3~6に記載の酸化反応用高分子担持金クラスター触媒。

【請求項8】
前記金化合物が、AuCl(PPh)である請求項7に記載の酸化反応用高分子担持金クラスター触媒。

【請求項9】
請求項1~8のいずれかに記載の酸化反応用高分子担持金クラスター触媒の存在下で、アルコールと酸素分子とを反応させることから成るカルボニル化合物の製法。

【請求項10】
炭酸カリウムを共存させて行う請求項9に記載の製法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 小林高機能性反応場プロジェクト 領域
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