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金属担持多孔性配位高分子触媒

国内特許コード P170014324
整理番号 (S2014-0940-N0)
掲載日 2017年6月26日
出願番号 特願2016-517905
出願日 平成27年5月1日(2015.5.1)
国際出願番号 JP2015063118
国際公開番号 WO2015170688
国際出願日 平成27年5月1日(2015.5.1)
国際公開日 平成27年11月12日(2015.11.12)
優先権データ
  • 特願2014-096036 (2014.5.7) JP
発明者
  • 西村 俊
  • 海老谷 幸喜
  • チョウダリ ヘマント
出願人
  • 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学
発明の名称 金属担持多孔性配位高分子触媒
発明の概要 本発明は、触媒活性に優れ、各種反応に適用することができる、多孔性配位高分子を担体として含む金属担持触媒(金属担持多孔性配位高分子触媒)を提供する。本発明の金属担持多孔性配位高分子触媒は、担体と、担体に担持された金属とを有し、担体が、金属イオンと金属イオンに配位可能な有機化合物とが繰り返し単位を構成する多孔性配位高分子であり、多孔性配位高分子が、CuKα線を線源とするX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角(2θ)が11.1±0.5°、19.8±0.5°、および、26.0±0.5°にピークを示し、有機化合物が、窒素原子を含む官能基を少なくとも1つ有する。
従来技術、競合技術の概要


金属種を触媒反応の活性中心とする反応系では、従来から、溶媒中に均一に分散する均一系金属触媒が使用されている。しかしながら、取り扱いが難しい、価格が高い、反応後に触媒と生成物との分離操作が煩雑である、などの問題がある点から、活性炭や酸化物などの担体に金属種を担持した触媒(不均一系金属触媒)の研究・開発が進められている。不均一系金属触媒は、通常、固体であるため、上述のような均一系金属触媒の問題点を克服することができるが、触媒活性の点では均一系金属触媒に劣る場合が多い。



一方、近年、金属イオンと、金属イオンに配位する有機化合物(有機配位子)とが2~3次元の配位ネットワークを形成した多孔性配位高分子(PCP:Porous Coordination Polymer)が種々の用途に適用されている。
例えば、非特許文献1においては、多孔性配位高分子を不均一系金属触媒の担体として使用する技術が報告されている。より具体的には、金属イオンとしてZn2+(亜鉛イオン)、有機化合物として2-アミノ-1,4-ベンゼンジカルボン酸を用いて得られる多孔性配位高分子(IRMOF-3)をピリジル-2-アルデヒドで修飾して得られる材料を、金属を担持する担体として用いている。

産業上の利用分野


本発明は、金属担持多孔性配位高分子触媒に係り、特に、担体として特定の多孔性配位高分子を用いた金属担持触媒に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
担体と、前記担体に担持された金属とを有し、
前記担体が、金属イオンと前記金属イオンに配位可能な有機化合物とが繰り返し単位を構成する多孔性配位高分子であり、
前記多孔性配位高分子が、CuKα線を線源とするX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角(2θ)が11.1±0.5°、19.8±0.5°、および、26.0±0.5°にピークを示し、
前記有機化合物が、窒素原子を含む官能基を少なくとも1つ有する、金属担持多孔性配位高分子触媒。

【請求項2】
前記担体に担持された金属が、周期律表の第8族金属~第11族金属からなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の金属担持多孔性配位高分子触媒。

【請求項3】
前記金属イオンが、周期律表の第4族金属~第13族金属からなる群から選択される少なくとも1種のイオンを含む、請求項1または2に記載の金属担持多孔性配位高分子触媒。

【請求項4】
前記有機化合物が、カルボン酸基、スルホン酸基、チオール基、シアノ基、ヒドロキシル基、リン酸基、イミダゾール基、ピリジン基、および、アミノ基からなる群から選択される基を少なくとも2つ有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の金属担持多孔性配位高分子触媒。

【請求項5】
前記窒素原子を含む官能基が、アミノ基、イミノ基、および、ニトリル基からなる群から選択される、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属担持多孔性配位高分子触媒。

【請求項6】
炭素-炭素結合生成反応、炭素-酸素結合生成反応、還元反応、または、酸化反応に用いられる、請求項1~5のいずれか1項に記載の金属担持多孔性配位高分子触媒。

【請求項7】
請求項1~5のいずれか1項に記載の金属担持多孔性配位高分子触媒、および、塩基性化合物の存在下、式(1)で表される化合物と、式(2)で表される化合物とをクロスカップリング反応させ、式(3)で表されるビアリール化合物を製造する、ビアリール化合物の製造方法。
【化1】



(式(1)~(3)中、ArおよびArは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基を表す。Xは、ハロゲン原子を表す。)

【請求項8】
請求項1~5のいずれか1項に記載の金属担持多孔性配位高分子触媒の存在下、ニトロアリール化合物を還元してアミノアリール化合物を製造する、アミノアリール化合物の製造方法。

【請求項9】
請求項1~5のいずれか1項に記載の金属担持多孔性配位高分子触媒の存在下、炭素-炭素不飽和結合を有する不飽和化合物に対して水素化反応を行い、水素化反応物を製造する、水素化反応物の製造方法。

【請求項10】
請求項1~5のいずれか1項に記載の金属担持多孔性配位高分子触媒の存在下、アルコール化合物またはアルデヒド化合物に対して酸化反応を行い、酸化反応物を製造する、酸化反応物の製造方法。

【請求項11】
請求項1~5のいずれか1項に記載の金属担持多孔性配位高分子触媒の存在下、アリルアルコールまたはアリルエステルと式(9)で表される化合物とを反応させ、式(10)で表されるアリル基含有化合物を製造する、アリル基含有化合物の製造方法。
【化2】


国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016517905thum.jpg
出願権利状態 公開
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