メタンの活性化とそれを用いた有機合成反応

甲烷的活化及利用它的有机合成反应

• 批准号: 04241105
• 负责人: 藤元 薫
• 金额: $ 38.59万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04241105/
• 关键词: メタン; メタノール直接合成; 酢酸パラジウム; 触媒的酢酸合成; アルカンからのケトン合成; Sb-ポルフィリン錯体; プロパンの脱水素反応; リン酸鉄触媒; プロパン部分酸化; ルテニウムオキソ中間体; アンチモン-炭素σ結合; メタノール; 複合酸化物触媒; チトクロームP-450; ポルフィリン錯体

メタンの活性化に対しては、その強い結合強度のため、高温高圧、あるいは反応性の高い試薬を用いる必要がある。これらの基礎方針により研究を進め、本年度は以下のような研究成果を得た。約1000Kに加熱したフィラメントに高圧下でメタンガスを流通させ、メタンをメチルラジカルに励起し、それを酸素と低温で反応させることによりメタノールを合成するプロセスの開発を行った。それにより、通常ではメタノールがほとんど生成しない473Kという低温で、選択率40%でメタンと酸素からのメタノール直接合成に成功した(藤元)。酢酸パラジウムと酢酸銅を触媒として、トリフルオロ酢酸を溶媒として、353Kという低温で、メタン、一酸化炭素、酸素からの触媒的酢酸合成を実現し、さらに同じ触媒を用いて、メタンと二酸化炭素からの酢酸合成も可能であることを見出した(藤原)。Ru/Cを触媒として用い、過酢酸を酸化剤としてノルマルデカンの酸化反応を行ったところ、ほぼ選択的にデカノンが生成することが分かった。本触媒系を用いることにより、アルカンからのケトンの合成法の開発を行った(細川)。活性化されたメタンのモデル化合物として15族元素-炭素結合を持つポルフィリンとして最初の例であるSb-ポルフィリン-メチル錯体の合成を行い、構造解析及び反応特性を明らかにした(秋葉)。プロパンのプロピレンへの酸化脱水素反応において、コパルトまたはマグネシウムとモリブデンの複合酸化物が高い活性を持つことを見出し、その活性出現がバルク構造及び表面特性と大きく関わっていることを明らかにした(穐田)。リン酸鉄触媒を用いてメタンを水素と酸素の混合ガス中で反応させることにより、比較的低温でメタンが活性化され、メタノールが選択的に生成することを見出した。さらに、水素と酸素共存下にのみ見られる、特異的なメタノール生成反応の触媒活性点及び反応機構を明らかにした(大塚)。

The activation of the medium is necessary for the use of high temperature, high pressure, high viscosity and high binding strength. This year, we have achieved the following research results: About 1000K heating, high pressure, high temperature, high temperature Usually, it is produced at a low temperature of 473K, and the selectivity rate is 40%.(Fujimoto) The synthesis of acetic acid with copper acetate as catalyst and solvent at low temperature of 353K was carried out. The synthesis of acetic acid with copper acetate as catalyst and catalyst was carried out at low temperature. Ru/C is a catalyst for the production of organic acids. The catalyst system is used for the development of synthesis method (Hosokawa). The synthesis, structural analysis and reaction properties of activated compounds with group 15 element-carbon bonds were investigated in the first example. The acid dehydro-3-one of the most active compounds in the world has been found to be highly active and active, and its structure and surface characteristics have been investigated. The reaction temperature of iron catalyst is relatively low, and the reaction temperature of iron catalyst is relatively low. In addition, under the blue shift of water element and acid element, the catalyst active point and reaction mechanism of specific reaction are clearly identified.

项目成果

K.Omata: "Oxidative Coupling of Methane on an ABO3 Type Oxide with Mixed Conductivity" J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1647-1648 (1994)

K.Omata：“具有混合电导率的 ABO3 型氧化物上甲烷的氧化偶联”J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1647-1648 (1994)

K.Nakata: "Palladium(II) and/or copper(II)-catalyzed carboxylation of small alkanes such as methane and ethane with carbon monooxide" J.Organometallic Chem.473. 329-334 (1994)

K.Nakata：“钯 (II) 和/或铜 (II) 催化的小烷烃（例如甲烷和乙烷）与一氧化碳的羧化”J.OrganoMetalic Chem.473。

D.-H.He: "Promotion Effect of Molybdate Support on Bi_2Mo_3O_<12>Catalyst in the Selective Oxidation of Propylene." Catal.Letters. 12. 35-44 (1992)

D.-H.He：“钼酸盐载体对Bi_2Mo_3O_<12>催化剂在丙烯选择性氧化中的促进作用”。

M.Akata: "A Practical O_2-Oxidation of Functionalized Alcohols Producing Carboxylic Acids Catalyzed by the Pd-C/Pb(OAc)_2 System" Bull.Chem.Soc.Japan. 66. 1511-1515 (1993)

M.Akata：“Pd-C/Pb(OAc)_2 系统催化的官能化醇的实用 O_2-氧化生产羧酸”Bull.Chem.Soc.Japan。

S.-I.Murahashi: "Iron-and Rutjenium-Catalyzed Oxidation of Alkenes with Molecular Oxygen in the Presence of Aldehydes and Acid" J.Amer.Chem.Soc.114. 7913-7914 (1992)

S.-I.Murahashi：“醛和酸存在下，铁和钌催化的烯烃与分子氧的氧化”J.Amer.Chem.Soc.114。