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MICROREACTOR AND CONTACT REACTION METHOD EMPLOYING IT

Foreign code F070001553
File No. E07611WO
Posted date Apr 6, 2007
Country WIPO
International application number 2006JP301239
International publication number WO 2006/080404
Date of international filing Jan 26, 2006
Date of international publication Aug 3, 2006
Priority data
  • P2005-018954 (Jan 26, 2005) JP
Title MICROREACTOR AND CONTACT REACTION METHOD EMPLOYING IT
Abstract A microreactor used for a contact reaction of a substrate and a gas acceleratedthrough a metal catalyst or a metal complex catalyst comprising a microchannel(10), a supercritical fluid supply section (20) for supplying a mixture of a substrate,a gas reacting on the substrate and a supercritical fluid to the microchannel(10), and a collecting section (30) for collecting reaction products in the microchannel,wherein the microchannel (10) has a channel (4) provided in the substrate anda metal catalyst or a metal complex catalyst of a solid phase is carried on the innerwall of the channel (4). The mixture is introduced into the channel (4) and fedcontinuously at a predetermined flow rate under a predetermined pressure ata predetermined temperature. For example, hydrogenation reaction can be carriedout in a short time with a high yield through a two-phase contact reaction of a substrate.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】マイクロチャンネルと、基質と該基質と反応する気体と超臨界流体との混合物を該マイクロチャンネルへ供給する超臨界流体供給部と、マイクロチャンネルにおける反応生成物を回収する回収部と、を備え、上記マイクロチャンネルは、流路を有し該流路の内壁に固相となる金属触媒又は金属錯体触媒を担持しており、上記金属触媒又は金属錯体触媒が高分子に取り込まれた触媒であり、該高分子に取り込まれた触媒が、該高分子表面の基を介して、上記流路の内壁表面の基又はスペーサーにある基との共有結合により上記流路の内壁に担持されており、上記超臨界流体供給部は、超臨界流体の原料を収容する原料収容部と、上記基質と反応する気体を収容する気体収容部と、上記基質を収容する基質収容部と、を有し、上記超臨界流体の原料及び気体を上記基質収容部へ導入して該原料を加圧及び加温して気体と基質と超臨界流体との混合物とし、上記混合物を上記マイクロチャンネルの流路へ所定の圧力及び温度で、かつ、所定の流量で連続的に流すことにより、上記基質及び気体の反応を上記金属触媒又は金属錯体触媒により促進される固相-超臨界流体相の2相系接触反応で行うことを特徴とする、マイクロリアクター。

【請求項2】マイクロチャンネルと、基質及び該基質と反応する気体を混合した超臨界流体を該マイクロチャンネルへ供給する超臨界流体供給部と、マイクロチャンネルにおける反応生成物を回収する回収部と、を備え、上記マイクロチャンネルは、流路を有し該流路の内壁に固相となる金属触媒又は金属錯体触媒を担持しており、上記金属触媒又は金属錯体触媒が高分子に取り込まれた触媒であり、該高分子に取り込まれた触媒が、該高分子表面の基を介して、上記流路の内壁表面の基又はスペーサーにある基との共有結合により上記流路の内壁に担持されており、上記超臨界流体供給部は、超臨界流体の原料を収容する原料収容部と、上記基質と反応する気体を収容する気体収容部と、上記基質を収容する基質収容部と、該基質収容部へ上記超臨界流体の原料を送出する送液ポンプと、上記基質収容部の入口側及び出口側に設けた第1及び第2の弁と、を有し、上記回収部は、上記マイクロチャンネルの流路を通過する基質と気体と超臨界流体との混合物の圧力を調整する背圧調整部と反応生成物を回収する回収容器とを有し、上記第1の弁を開いて上記超臨界流体の原料及び気体を上記基質収容部へ導入して該基質収容部内で上記超臨界流体の原料を加圧及び加温して気体と基質と超臨界流体との混合物とし、上記混合物を上記第2の弁を開いて上記マイクロチャンネルの流路へ所定の圧力及び温度で、かつ、所定の流量で連続的に流すことにより、上記基質及び気体の反応を上記金属触媒又は金属錯体触媒により促進される固相-超臨界流体相の2相系接触反応で行うことを特徴とする、マイクロリアクター。

【請求項3】マイクロチャンネルと、基質及び該基質と反応する気体を混合した超臨界流体を該マイクロチャンネルへ供給する超臨界流体供給部と、マイクロチャンネルにおける反応生成物を回収する回収部と、を備え、上記マイクロチャンネルは、流路を有し該流路の内壁に固相となる金属触媒又は金属錯体触媒を担持しており、上記金属触媒又は金属錯体触媒が高分子に取り込まれた触媒であり、該高分子に取り込まれた触媒が、該高分子表面の基を介して、上記流路の内壁表面の基又はスペーサーにある基との共有結合により上記流路の内壁に担持されており、上記超臨界流体供給部は、超臨界流体の原料を収容する原料収容部と、上記基質と反応する気体を収容する気体収容部と、上記超臨界流体の原料を加圧及び加温し超臨界流体とするオートクレーブと、該オートクレーブへ上記超臨界流体の原料を送出する送液ポンプと、上記基質を収容する基質収容部と、上記原料及び気体の該オートクレーブへの導入を制御する第1の弁と、上記気体と混合した超臨界流体のオートクレーブから上記基質収容部への導入を制御する第2の弁と、上記基質と気体と超臨界流体との混合物の上記マイクロチャンネルへの送出を制御する第3の弁と、を有し、上記回収部は、上記マイクロチャンネルの流路を通過する超臨界流体の圧力を調整する背圧調整部と反応生成物を回収する回収容器とを有し、上記第1の弁を開いて上記超臨界流体の原料及び気体を上記オートクレーブへ導入して超臨界流体の原料を超臨界流体とし、上記第2の弁を開いて上記気体を混合した超臨界流体を基質収容部へ導入して基質と気体と超臨界流体との混合物を作り、上記第3の弁を開いて上記混合物をマイクロチャンネルへ送出し、上記混合物を上記マイクロチャンネルの流路へ所定の圧力及び温度で、かつ、所定の流量で連続的に流すことにより、上記基質及び気体の反応を上記金属触媒又は金属錯体触媒により促進される固相-超臨界流体相の2相系接触反応で行うことを特徴とする、マイクロリアクター。

【請求項4】前記流路の内壁表面の基がシラノール基であり、前記スペーサーが該シラノール基とSi-O-Si結合により共有結合していることを特徴とする、請求項1乃至3の何れかに記載のマイクロリアクター。

【請求項5】前記高分子表面の基がエポキシ基であり、前記スペーサにある基がエポキシ基と結合する官能基で修飾されていることを特徴とする、請求項1乃至3の何れかに記載のマイクロリアクター。

【請求項6】前記マイクロリアクターは制御部を有し、該制御部は、前記基質及び基質と反応する気体と超臨界流体との前記混合物を、前記マイクロチャンネルの流路へ所定の圧力及び温度、かつ、所定の流量で連続的に流すように制御することを特徴とする、請求項1乃至3の何れかに記載のマイクロリアクター。

【請求項7】前記金属触媒は、パラジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、タングステン、オスミウム、イリジウム、白金のいずれかであることを特徴とする、請求項1乃至3の何れかに記載のマイクロリアクター。

【請求項8】前記金属錯体触媒は、パラジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、タングステン、オスミウム、イリジウム、白金のいずれかの金属錯体触媒であることを特徴とする、請求項1乃至3の何れかに記載のマイクロリアクター。

【請求項9】流路の内壁に固相となる金属触媒又は金属錯体触媒を担持し、該流路に超臨界流体を流すマイクロリアクターを用いた接触反応方法であって、上記金属触媒又は金属錯体触媒が高分子に取り込まれた触媒であり、該高分子に取り込まれた触媒が、該高分子表面の基を介して、上記流路の内壁表面の基又はスペーサーにある基との共有結合により上記流路の内壁に担持されており、上記超臨界流体に、基質及び該基質と反応する気体とを混合し、上記基質及び基質と反応する気体の反応を上記金属触媒又は金属錯体触媒により促進される固相-超臨界流体相の2相系接触反応で行うことを特徴とする、マイクロリアクターを用いた接触反応方法。

【請求項10】前記流路の内壁表面の基がシラノール基であり、前記スペーサーが該シラノール基とSi-O-Si結合により共有結合していることを特徴とする、請求項9に記載のマイクロリアクターを用いた接触反応方法。

【請求項11】前記高分子表面の基がエポキシ基であり、前記スペーサにある基がエポキシ基と結合する官能基で修飾されていることを特徴とする、請求項9に記載のマイクロリアクターを用いた接触反応方法。

【請求項12】前記気体は水素であり、前記超臨界流体は超臨界二酸化炭素であり、前記基質が前記2相系接触反応により還元されることを特徴とする、請求項9に記載のマイクロリアクターを用いた接触反応方法。

【請求項13】前記金属触媒は、パラジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、タングステン、オスミウム、イリジウム、白金のいずれかであることを特徴とする、請求項9に記載のマイクロリアクターを用いた接触反応方法。

【請求項14】前記金属錯体触媒は、パラジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、タングステン、オスミウム、イリジウム、白金のいずれかの金属錯体触媒であることを特徴とする、請求項9に記載のマイクロリアクターを用いた接触反応方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • Japan Science And Technology Agency
  • Inventor
  • Kobayashi, Shu
  • Mori, Yuichiro
IPC(International Patent Classification)
Reference ( R and D project ) ERATO KOBAYASHI Highly Functionalized Reaction Environments AREA
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