ヒドラジン系化学燃料の開発研究

ベンゾフェノンを循環体としてアンモニアを連続的にヒドラジンに変換する空気酸化プロセスについて、中間原料のアジンからヒドラジンを収得する反応工程に、相間移動触媒系の応用を試みた。この方式は、生成するベンゾフェノンとヒドラジンが、それぞれ有機相と鉱酸水相に分離されるので、ケトンの循環を考慮すれば、微量のスルホン酸の存在でアジンの高濃度処理が可能となる利点のほか、成分分離工程が著しく単純化される点で注目される。研究成果の概要:(1)可溶性スルホン酸を相間移動触媒とするアジン-ヒドラジン変換:ベンゼンやクロロホルムはアジンの良溶媒であるが、水と不溶のためほとんど反応が起こらない。しかし、アジンの溶存するキシレンと希鉱酸の二液相系に微量のスルホン酸を加えると、スルホン酸が水を伴って有機相に可溶化されてアジンの加水分解が起こり、水相の鉱酸がヒドラジンを取り込んで遊離の有効スルホン酸を再生するため相間移動触媒の機能を発揮することがわかった。とくに、親油性のスルホン酸ではアジンに対するモル比2%の微量でも、90℃、わずか1hでヒドラジン収率90〜93%の高い値に達した。(2)スルホン酸樹脂を不溶性相間移動触媒とするアジン-ヒドラジン変換:スルホン酸のすぐれた化学的機能を保持しつつ不溶化するには樹脂骨格に導入するスルホン酸基の数を少なくすることによって酸点近傍を疎水的環境に保つことが重要な因子であることを明らかにした。市販のスルホン酸樹脂では親水性が強すぎて、油水二相系に懸濁してもほとんど反応しない。トルエン膨潤性のスチレン-ジビニルベンゼン系拡大ゲル型樹脂骨格を合成し、フェニル基あたり20〜30%のスルホン酸基を導入すると高性能の不溶性触媒の得られることがわかった。

ベンゾフェノンを循環体としてアンモニアを連続的にヒドラジンに変換する空気酸化プロセスについて、中間原料のアジンからヒドラジンを収得する反応工程に、相間移動触媒系の応用を試みた。この方式は、生成するベンゾフェノンとヒドラジンが、それぞれ有機相と鉱酸水相に分離されるので、ケトンの循環を考慮すれば、微量のスルホン酸の存在でアジンの高濃度処理が可能となる利点のほか、成分分離工程が著しく単純化される点で注目される。研究成果の概要:(1)可溶性スルホン酸を相間移動触媒とするアジン-ヒドラジン変換:ベンゼンやクロロホルムはアジンの良溶媒であるが、水と不溶のためほとんど反応が起こらない。しかし、アジンの溶存するキシレンと希鉱酸の二液相系に微量のスルホン酸を加えると、スルホン酸が水を伴って有機相に可溶化されてアジンの加水分解が起こり、水相の鉱酸がヒドラジンを取り込んで遊離の有効スルホン酸を再生するため相間移動触媒の機能を発揮することがわかった。とくに、親油性のスルホン酸ではアジンに対するモル比2%の微量でも、90℃、わずか1hでヒドラジン収率90〜93%の高い値に達した。(2)スルホン酸樹脂を不溶性相間移動触媒とするアジン-ヒドラジン変換:スルホン酸のすぐれた化学的機能を保持しつつ不溶化するには樹脂骨格に導入するスルホン酸基の数を少なくすることによって酸点近傍を疎水的環境に保つことが重要な因子であることを明らかにした。市販のスルホン酸樹脂では親水性が強すぎて、油水二相系に懸濁してもほとんど反応しない。トルエン膨潤性のスチレン-ジビニルベンゼン系拡大ゲル型樹脂骨格を合成し、フェニル基あたり20〜30%のスルホン酸基を導入すると高性能の不溶性触媒の得られることがわかった。