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POLYMER SUPPORTED GOLD CLUSTER CATALYST FOR OXIDATION REACTION AND MANUFACTURING METHOD OF CARBONYL COMPOUND USING IT achieved

Patent code P09P006317
File No. E076P108
Posted date Oct 1, 2009
Application number P2008-059010
Publication number P2009-213993A
Patent number P4689691
Date of filing Mar 10, 2008
Date of publication of application Sep 24, 2009
Date of registration Feb 25, 2011
Inventor
  • (In Japanese)小林 修
  • (In Japanese)稲崎 毅
  • (In Japanese)松原 亮介
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title POLYMER SUPPORTED GOLD CLUSTER CATALYST FOR OXIDATION REACTION AND MANUFACTURING METHOD OF CARBONYL COMPOUND USING IT achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer supported gold cluster catalyst of which the supporting amount is large and which is active for oxygen oxidation reaction, and to provide a manufacturing method of a carbonyl compound using the same.
SOLUTION: The polymer supported gold cluster catalyst for oxidation reaction which has a gold nano-size cluster supported on carbon and a styrene type polymer, is characterized in that the styrene type polymer uses styrene monomer as a base monomer, has a hydrophilic side chain which has a crosslinking functional group on the main chain or benzene ring and is a high polymer molecule which has an epoxy group or hydroxy group as the crosslinking functional group. It is further characterized by being prepared by crosslinking the epoxy group and the hydroxy group of the styrene type polymer.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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Haruta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1~3)。
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
このようなことから、本願発明者らは、スチレン系高分子に金のナノサイズクラスターを担持することにより、アルコールのカルボニル化合物への酸化反応に利用できる触媒を提案した(特許文献1)。



【非特許文献1】
J. Catal. 1989, 115, 301-309
【非特許文献2】
Catalysis Today 2007, 122, 317-324.
【非特許文献3】
Catalysis Letter 2003, 90, 23-29.
【特許文献1】
特開2007-237116

Field of industrial application (In Japanese)


この発明は、酸化反応用の高分子担持金クラスター触媒、それを用いたカルボニル化合物の製法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
金のナノサイズクラスターを、カーボンとスチレン系高分子と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。

【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とカーボンを含む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及びカーボンに担持し、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(PPh3)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、室温大気圧下、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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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24072_12SUM.gif
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) ERATO KOBAYASHI Highly Functionalized Reaction Environments AREA
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