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POLYCYCLIC AROMATIC CARBON-BASED SOLID STRONG ACID achieved

Patent code P04P001223
File No. A121P198
Posted date Oct 21, 2004
Application number P2003-027810
Publication number P2004-238311A
Patent number P4041409
Date of filing Feb 5, 2003
Date of publication of application Aug 26, 2004
Date of registration Nov 16, 2007
Inventor
  • (In Japanese)堂免 一成
  • (In Japanese)原 亨和
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title POLYCYCLIC AROMATIC CARBON-BASED SOLID STRONG ACID achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a profitable solid strong acid which can be produced from inexpensive raw materials by a relatively easy method.
SOLUTION: This solid acid insoluble in polar solvents is obtained by thermally treating a polycyclic aromatic hydrocarbon in concentrated sulfuric acid or fuming sulfuric acid to condense and sulfonate the polycyclic aromatic hydrocarbon.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


エネルギー事情、環境問題が危機的状況にある現在、少ないエネルギーで不必要な副産物を作らずに目的物のみを効率的に生産することが求められている。酸触媒は現代の化学産業に必要不可欠なものであり、薬品、石油化学工業製品、高分子製品といった様々な製品の生産に使われているが、その多くは塩酸、硫酸のような液体の酸触媒である。製造プロセスの中で液体の酸触媒は塩基による中和、そして中和によって生成した塩の除去によって生産物から分離・回収されるが、中和と塩の除去のプロセスに費やされるエネルギーは全体で使われるエネルギーのかなりの部分を占める。また回収される塩は供給過剰であり、その多くが利用性の小さい副産物としてその処理が困難であることがしばしばである。



【非特許文献1】
Ishihara,K;Hasegawa,A;Yamamoto,H.Angew.C
hem.Int.Ed.2001,40,4077.



このような中で、固体酸触媒は分離・回収に中和や塩の除去といったプロセスが不要であり、不必要な副産物を生産することなく省エネルギーで目的物を作ることができるために早くからその研究が行われてきた(前記非特許文献1)。その結果、ゼオライト、シリカ-アルミナ、含水ニオブ等の固体酸触媒が化学工業で大きな成果を挙げ、社会に大きな恩恵をもたらしている。また、強酸ポリマーとしては、ポリスチレンをスルホン化した材料は固体酸と考えることができ、古くから酸性を有する陽イオン交換樹脂として使われている。また、ポリテトラフルオロエチレン骨格にスルホン基があるナフィオン(デュポン社の登録商標)も親水性を有する非常に強い固体酸(固体超強酸)であることも知られており、これらは液体酸を上回る酸強度をもつ超強酸として働くことが既に知られている。しかし、ポリマーは熱に弱く、また、工業的に利用するには高価すぎるという問題点がある。このように、性能およびコストなど面から固体酸触媒が液体の酸触媒より有利な工業的プロセスの設計は難しく、現在のところほとんどの化学産業は液体の酸触媒に依存しているといえる。このような現状において性能、コスト面で液体の酸を凌ぐ固体酸触媒の出現が望まれている。



この様な中で、無機化合物では酸化ジルコニウム(ZrO2)を硫酸処理して得られる硫酸痕ジルコニアが最も強い酸性を有する固体酸触媒であるが、表面の硫酸痕の量が多くなく、単位重量あたりの酸点の数は液体酸よりかなり少なく、前記希望を満たすには程遠い。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、2以上で7以下の芳香環が縮合した多環式芳香族炭化水素群から選択される少なくとも1種多環式芳香族炭化水素を濃硫酸あるいは発煙硫酸中で加熱処理し多環式芳香族炭化水素の縮合およびスルホン化することによって得られる極性溶媒に不溶な固体酸および前記固体酸の固体強酸触媒としての使用に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
2以上で7以下の芳香環が縮合した多環式芳香族炭化水素群から選択される少なくとも1種を濃硫酸あるいは発煙硫酸中で200℃≦T≦450℃加熱処理し前記多環式芳香族炭化水素の縮合およびスルホン化することによって得られる極性溶媒に不溶の固体酸からなる固体強酸。

【請求項2】
 
加熱処理温度Tが200℃≦T≦350℃であることを特徴とする請求項1に記載の固体強酸。

【請求項3】
 
2以上で7以下の芳香環が縮合した多環式芳香族炭化水素群から選択される少なくとも1種を濃硫酸あるいは発煙硫酸中で200℃≦T≦450℃加熱処理し多環式芳香族炭化水素の縮合およびスルホン化することによって得られる極性溶媒に不溶の固体酸からなる固体強酸触媒。

【請求項4】
 
加熱処理温度Tが200℃≦T≦350℃であることを特徴とする請求項3に記載の固体強酸触媒。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2003027810thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Creation and Functions of New Molecules and Molecular Assemblies AREA
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