形状選択性を利用したアミン合成の触媒開発研究

形状选择性合成胺催化剂的开发研究

• 批准号: 04650741
• 负责人: 瀬川 幸一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 1993
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650741/
• 关键词: メチルアミン合成; 形状選択性; 細孔径制御; モルデナイト; 四塩化ケイ素処理; 外表面処理; シャバサイト; TPAB処理

メチルアミン(MA)はメタノールとアンモニアから固体酸触媒を用い合成されている。反応の主生成物はトリメチルアミン(TMA)であるが、工業的にはモノ、ジメチルアミン(MMA、DMA)の需要が高い。そこで限られた空間を有するゼオライトを触媒として利用し、分子径の大きいTMAの生成を抑制することを試みた。MA合成は常圧流通系反応器を用いて行い、各種触媒の活性及び選択性を検討した。試みたゼオライトの中で、不十分ながらもTMAの抑制効果のあったモルデナイトに着目し、四塩化ケイ素処理した触媒を調製した。この触媒はTMAの生成を著しく抑制でき、かつ高活性であった。真空天秤を用い、MA類、アンモニア等の各種触媒に対する吸着特性を検討した。その結果、調製した触媒に対してTMAは全く吸着せず、細孔径制御がなされており、その細孔径はDMAの分子径(4.9A)とほぼ等しいと推測した。四塩化ケイ素処理した触媒に対し、^<29>Si-^<27>Al-MASNMRやXPSを用い構造解析を行った。これらから脱アルミ等の骨格構造の変化は極わずかであり、外表面上にSiO_2層が析出したことが示唆された。TMAの抑制がなされたのは、モルデナイトの細孔内の酸点は保持されたまま、外表面上の酸点が失われSiO_2層が析出し細孔径が減少したためと考えた。またTMAの分子径よりも十分に細孔径の小さいシャバサイトを触媒としてもTMAが生成したので、反応において外表面酸点の寄与が大きいものと考えた。そこでシャバサイトにテトラプロピルアンモニウムブロミド(TPAB)処理を行い、外表面を不活性化した触媒を調製した。その結果TMAの生成を大きく抑制することができ、MMA DMAの選択性が著しく向上した。以上より、細孔径及び外表面酸点を制御させることで形状選択性が発現し、MMA、DMAの選択性を向上させることが可能である。今後はTPAB処理した触媒について構造解析、吸着実験等を行い、触媒としての知見を得る予定である。

A solid acid catalyst is used in the synthesis of solid acid. The main products of anti-corrosion are highly desirable for industrial applications, such as MMA and DMA. The size of the molecule is small. MA synthesis is an investigation of the application of high pressure flow system reactors, the activity and selectivity of various catalysts. Try to adjust the temperature of TMA by adjusting the temperature of TMA. The catalyst is highly active, and the TMA production is highly inhibited. The adsorption characteristics of various catalysts, such as vacuum balance, MA type and vacuum balance, are discussed. The molecular diameter of DMA was estimated to be 4.9A by the method of molecular weight analysis. The <29><27>structure analysis of Si-Al-MASNMR and XPS was carried out. The SiO_2 layer is deposited on the outer surface of the structure. The acid spots in the pores of TMA are kept, and the acid spots on the outer surface are lost. The pore size is reduced. The molecular diameter of TMA is very small, and the surface acid of TMA is very large. The surface of the catalyst is inactivated by TPAB treatment. As a result, the generation of TMA has been greatly suppressed, and the selectivity of MMA DMA has increased. The shape selectivity of MMA and DMA can be improved by controlling the fine pore diameter and acid point on the outer surface. In the future, TPAB treatment, catalyst analysis, adsorption, etc. will be carried out, and catalyst knowledge will be determined.

项目成果

Kohichi Segawa and Hiroyasu Tachibana: "Highly Selective Methylamine Synthesis over Modified Mordenite Catalysts" Journal of Catalysis. 131. 482-490 (1991)

Kohichi Sekawa 和 Hiroyasu Tachibana：“通过改性丝光沸石催化剂进行高度选择性的甲胺合成”《催化杂志》。

Koh-ichi Segawa Mika Sakaguchi Azusa Sugiyama Kayoko Sakurai: "Shape-Selective Reactions for Methylamine Synthesis from Methanol" “Acid-Base Catalysis"Proceeding of the International Symposium on Acid-Base Catalysis,Sapporo,Nov28-Dec1,1988. 53-58 (1989)

Koh-ichi Sekawa Mika Sakaguchi Azusa Sugiyama Kayoko Sakurai：“从甲醇合成甲胺的形状选择反应”“酸碱催化”国际酸碱催化研讨会论文集，札幌，1988 年 11 月 28 日至 12 月 1 日。 (1989)