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環式有機化合物の酸化方法及び環式有機化合物の酸化装置 新技術説明会

国内特許コード P120008094
整理番号 10147
掲載日 2012年10月29日
出願番号 特願2011-116397
公開番号 特開2012-241008
登録番号 特許第5747409号
出願日 平成23年5月24日(2011.5.24)
公開日 平成24年12月10日(2012.12.10)
登録日 平成27年5月22日(2015.5.22)
発明者
  • 井出 裕介
  • 佐野 庸治
  • 定金 正洋
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 環式有機化合物の酸化方法及び環式有機化合物の酸化装置 新技術説明会
発明の概要 【課題】環式有機化合物の逐次酸化物の生成を抑制し、目的とする化合物を選択的に得ることが可能な環式有機化合物の酸化方法及び環式有機化合物の酸化装置を提供する。
【解決手段】環式有機化合物の酸化方法は、光触媒と、光触媒の作用により活性酸素を発生可能な溶媒に環式有機化合物を溶解した溶液と、を介在させる。そして、不活性ガス雰囲気下で光を照射して前記環式有機化合物を酸化させるとともに、不活性ガスにより逐次酸化物の生成を抑制し、所定の化合物を選択的に得る。また、用いる環式有機化合物が活性酸素を発生可能な溶媒に不溶である場合には、活性酸素を発生可能な気体を介在させて行う。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


環式有機化合物は、炭素骨格を基本とした環状構造をしており、ベンゼンやフェノール等の単環化合物、ナフタレン等の縮合環化合物など多種広範囲な物質が存在し、これらは工業上重要な原料等として用いられている。



例えば、フェノールは工業上重要な原料であり、フェノールは、一般的に、クメン法により製造されている。クメン法はクメン(イソプロピルベンゼン)を酸化してアセトンとフェノールを得る化学合成法である。ベンゼンとプロペンをフリーデル・クラフツ反応で付加反応させてクメンを製造し、酸化するとクメンヒドロペルオキシドができる。これを酸で転位させることによってアセトンとフェノールができる。クメン法では、3段階の工程を要し、また、250℃にも及ぶ高温を要する工程が含まれる。更に、フェノール収率はベンゼン換算で5%以下と副成物も多く生成する。このため、より簡易的に収率よくフェノールを製造する方法が望まれている。



近年では、ベンゼンを酸化させて直接フェノールに変換する方法が検討されている。例えば、非特許文献1では、パラジウム触媒を用い、200℃条件下でベンゼンをフェノールに変換している。また、非特許文献2では、光触媒として細孔径を制御した酸化チタンを用い、紫外線を照射することでベンゼンをフェノールに変換している。

産業上の利用分野


本発明は、環式有機化合物の酸化方法及び環式有機化合物の酸化装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
光触媒と、前記光触媒の作用により活性酸素を発生可能な溶媒にベンゼンを溶解した溶液と、を介在させ、
分圧が200kPa~300kPaの不活性ガス雰囲気下で光を照射して前記ベンゼンを酸化させるとともに、前記不活性ガスにより逐次酸化物の生成を抑制し、フェノールを選択的に得る、
ことを特徴とする環式有機化合物の酸化方法。

【請求項2】
光触媒と、溶媒にベンゼンを溶解した溶液と、前記光触媒の作用により活性酸素を発生可能な気体と、を介在させ、
分圧が200kPa~300kPaの不活性ガス雰囲気下で光を照射して前記ベンゼンを酸化させるとともに、前記不活性ガスにより逐次酸化物の生成を抑制し、フェノールを選択的に得る、
ことを特徴とする環式有機化合物の酸化方法。

【請求項3】
前記不活性ガスがCOである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の環式有機化合物の酸化方法。

【請求項4】
酸化チタンに金微粒子を担持させた前記光触媒を用いる、
ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の環式有機化合物の酸化方法。

【請求項5】
前記溶媒が水である、
ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の環式有機化合物の酸化方法。

【請求項6】
少なくとも一部に光を透過可能な光透過窓を有し、光触媒、前記光触媒の作用により活性酸素を発生可能な溶媒、ベンゼン及び不活性ガスが充填されるチャンバーと、
前記チャンバー内の気圧を検出する圧力センサと、
前記チャンバー内に供給される前記不活性ガスが充填される不活性ガスタンクと、
前記圧力センサで検出された気圧に基づいて前記不活性ガスの供給を制御して前記不活性ガスの分圧を200kPa~300kPaにする制御装置と、を備える、
ことを特徴とする環式有機化合物の酸化装置。

【請求項7】
少なくとも一部に光を透過可能な光透過窓を有し、光触媒、前記光触媒の作用により活性酸素を発生可能な気体、溶媒、ベンゼン及び不活性ガスが充填されるチャンバーと、
前記チャンバー内の気圧を検出する圧力センサと、
前記チャンバー内に供給される前記不活性ガスが充填される不活性ガスタンクと、
前記圧力センサで検出された気圧に基づいて前記不活性ガスの供給を制御して前記不活性ガスの分圧を200kPa~300kPaにする制御装置と、を備える、
ことを特徴とする環式有機化合物の酸化装置。
産業区分
  • 有機化合物
  • 処理操作
  • その他無機化学
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011116397thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) 井手裕介助教


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