负载型金属催化剂制造技术

本发明专利技术提供一种可简便、低廉地制造，且活性高，抑制了金属漏出的长寿命的催化剂。本发明专利技术的几个方面所涉及的催化剂的特征在于，含有基体和成为催化剂中心的第1金属原子，所述基体含有非金属原子和第2金属原子，所述非金属原子是选自15族元素、16族元素和17族元素中的任一元素。

Supported metal catalyst

The invention provides a catalyst which can be easily and cheaply manufactured, has high activity and inhibits the long life of metal leakage. The catalyst in several aspects of the present invention is characterized by containing a matrix and a first metal atom as the catalyst center, and the matrix contains non-metallic atoms and a second metal atom, which are selected from any of the 15, 16 and 17 elements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负载型金属催化剂
本专利技术的几个方面涉及一种催化剂，其至少包含载体和负载于该载体的、成为催化剂中心的金属原子，该催化剂容易制造和处理，可重复或连续使用的耐久性优异。
技术介绍
金属被充分用作化学反应催化剂的重要构成要素。即使局限于有机合成领域，包含金属、尤其是过渡金属的催化剂也适用于还原反应、氧化反应、金属氢化、碳碳键生成反应、碳氮键生成反应等各种反应，已成为工业产品或医药农药产品生产中不可或缺的要素。另一方面，过渡金属中还包含很多类属于稀有金属的铂、钯等稀有元素，蕴藏量及产量有限，所以大多价格昂贵。因此，从成本及资源有效利用的观点出发，需要对过渡金属进行再利用。而且，为了进一步提高效率，对于将过渡金属催化剂回收再利用的要求也日益强烈。作为将过渡金属催化剂回收再利用或进行连续使用的方法，目前为止是将过渡金属催化剂固定于高分子或无机材料。例如报道了使导入了可对铑配位的膦作为取代基的聚苯乙烯负载作为过渡金属的铑而得到的催化剂中，进行碳碳双键的氢化还原反应(非专利文献1)。另外，报道了使导入了可对钌配位的卡宾、膦作为取代基的聚乙二醇负载钌而得到的催化剂中，进行烯烃复分解反应，通过加入作为不良溶剂的二乙醚回收聚乙二醇负载催化剂(非专利文献2)。使用钯时，通过负载于聚苯乙烯而进行烯丙基化反应，成功回收了催化剂(专利文献1)。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2002-253972号公报【非专利文献】【非专利文献1】J.Am.Chem.Soc.,1971,93,3062-3063.【非专利文献2】Angew.Chem.Int.Ed.2000,39,3896-3898.
技术实现思路
【专利技术要解决的课题】然而，如上所述将可与催化剂中含有的金属直接键合的取代基导入有机载体或无机载体这样的方法，存在合成困难、成本巨大的问题。本专利技术的几个方面是为了解决上述课题而进行的，能够提供可简便、低廉地制造，且活性高或抑制了金属漏出的长寿命的催化剂。【解决课题的技术手段】本专利技术的几个方面所涉及的催化剂的特征在于，含有基体和成为催化剂中心的第1金属原子，上述基体含有非金属原子和第2金属原子，上述非金属原子为15族元素、16族元素和17族元素中的任一元素。上述催化剂中，上述第2金属原子优选为碱土金属或镧系元素。通过使催化剂成为这样的构成，例如，基质中含有的氧原子等16族元素的原子、氮原子等15族元素的原子或氟原子等17族元素的原子这种电负性大的原子与上述基体相互作用，从而能够进一步起到促进反应等的效果。上述催化剂中，优选进一步含有包含多个第1结构单元和多个第2结构单元的高分子，上述第1金属原子或上述基体的至少一部分被上述高分子覆盖。通过形成这样的构成，可起到例如抑制上述第1金属原子漏出等的效果。上述催化剂中，优选上述多个第1结构单元分别具有构成上述高分子主链的第1构成原子和与上述第1构成原子键合的第1取代基，上述多个第2结构单元各自含有的第2构成原子与上述第1构成原子键合，上述第2构成原子与上述第1构成原子不同，或者上述第2构成原子上的所有取代基中的至少1个取代基与上述第1取代基不同。上述催化剂中，优选上述高分子的上述主链不含碳原子。上述催化剂中，优选上述第1构成原子和上述第2构成原子均不为碳原子。上述催化剂中，优选上述第1构成原子为硅原子。上述催化剂中，优选上述第2构成原子为氧原子或氮原子。上述催化剂中，优选上述第1金属原子为钯、铂、钌、铑、银、金、铜、镍、钴、铁、铬、锰、钪、铟、镧系元素(钐、铈、镧等)、锝、锇、钼、钨、铱、铼、钛、锆、铀、钽、铌和钒中的任一者。上述催化剂中，优选上述第1构成原子为硅原子，上述第1取代基为仅由氢原子构成的取代基、含氧原子的取代基和含碳原子的取代基中的至少任一者。本专利技术的几个方面所涉及的催化剂的制造方法的特征在于包括如下工序:第1工序，准备含有第1金属原子的第1物质；第2工序，准备含有选自15族元素、16族元素和17族元素中的非金属原子和第2金属原子的基体；以及第3工序，使上述第1物质与上述基体接触。作为该催化剂的制造方法的典型例，可举出后述的实施例31、32的制造方法。具体而言，上述第1物质和上述基体分别与四氯钯(II)酸钠、镁和镧的复合氧化物(MgLaO)对应。上述催化剂的制造方法中，优选进一步包括如下工序:第4工序，准备含有多个第1结构单元和多个第2结构单元的高分子；以及第5工序，使上述第1物质与上述高分子反应。上述催化剂的制造方法中，优选上述多个第1结构单元中的至少1个第1结构单元具有构成上述高分子主链的第1构成原子和与上述第1构成原子键合的第1取代基，上述多个第2结构单元各自含有的第2构成原子与上述第1构成原子键合，上述第2构成原子与上述第1构成原子不同，或者上述第2构成原子上的所有取代基中的至少1个取代基与上述第1取代基不同。上述催化剂的制造方法中，优选在上述第2工序中，上述第1取代基与上述第1物质反应。上述催化剂的制造方法中，优选上述第1构成原子为硅原子，上述第1取代基为氢原子。上述催化剂的制造方法中，优选上述第2构成原子的电负性比上述第1构成原子大。上述催化剂的制造方法中，优选在上述第2工序中，上述第1金属原子插入在上述硅原子与上述氢原子之间。优选使用上述催化剂进行还原反应、氧化反应、金属氢化、碳碳键生成反应或碳氮键生成反应来制造化合物。根据本专利技术的几个方面，提供一种催化剂，其特征在于，含有包含多个第1结构单元和多个第2结构单元的高分子、以及成为催化剂中心的金属原子，上述金属原子的至少一部分被上述高分子覆盖，上述多个第1结构单元分别具有构成上述高分子主链的第1构成原子和与上述第1原子键合的第1取代基，上述多个第2结构单元各自含有的第2构成原子与上述第1原子键合，上述第2构成原子与上述第1构成原子不同，或者上述第2构成原子上的所有取代基中的至少1个取代基与上述第1取代基不同。专利技术人等为了将金属原子更牢固地固定于载体进行了研究，结果发现在使用易合成或可获取的几种载体时，可有效地固定金属。另外，使用由金属原子和覆盖上述金属原子的上述高分子构成的组合物作为催化剂时，各种有机合成化学反应可顺利进行，能够以高收率或高选择性获得目标化合物。而且，该催化剂在反应后不会发生金属原子的漏出，耐久性优异。上述催化剂中，优选上述高分子的上述主链不含碳原子。上述任一催化剂中，优选上述第1构成原子和上述第2构成原子均不为碳原子。上述任一催化剂中，优选上述第1构成原子为硅原子。上述任一催化剂中，上述第2构成原子可以是氧原子或氮原子。上述任一催化剂中，上述金属原子可以是钯、铂、钌、铑、银、金、铜、镍、钴、铁、铬、锰、钪、铟、镧系元素(钐、铈、镧等)、锝、锇、钼、钨、铱、铼、钛、锆、铀、钽、铌和钒中的任一者。上述任一催化剂中，优选上述第1构成原子为硅原子，上述第1取代基为仅由氢原子构成的取代基、含氧原子的取代基和含碳原子的取代基中的至少任一者。上述任一催化剂中，优选进一步含有无机材料或有机材料。上述任一催化剂中，优选进一步含有氧化铝或氧化硅。本专利技术所涉及的几个方面的催化剂的制造方法的特征在于，包括如下工序:第4工序，准备含有含金属原子的第1物质以及包含多个第1结构单元和多个第2结构单元的高分子；第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂，其特征在于，含有:基体；和成为催化剂中心的第1金属原子；所述基体含有非金属原子和第2金属原子，所述非金属原子为15族元素、16族元素和17族元素中的任一元素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 JP 2016-0481221.一种催化剂，其特征在于，含有:基体；和成为催化剂中心的第1金属原子；所述基体含有非金属原子和第2金属原子，所述非金属原子为15族元素、16族元素和17族元素中的任一元素。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述第2金属原子为碱土金属或镧系元素。3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，进一步含有高分子，该高分子含有多个第1结构单元和多个第2结构单元，所述第1金属原子或所述基体的至少一部分被所述高分子覆盖。4.根据权利要求1～3中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述多个第1结构单元分别具有构成所述高分子主链的至少一部分的第1构成原子和与所述第1构成原子键合的第1取代基，所述多个第2结构单元各自含有的第2构成原子与所述第1构成原子键合，所述第2构成原子与所述第1构成原子不同，或者所述第2构成原子上的所有取代基中的至少1个取代基与所述第1取代基不同。5.根据权利要求4所述的催化剂。其特征在于，所述高分子的所述主链不含碳原子。6.根据权利要求4或5所述的催化剂，其特征在于，所述第1构成原子和所述第2构成原子均不为碳原子。7.根据权利要求4～6中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述第1构成原子为硅原子。8.根据权利要求4～7中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述第2构成原子为氧原子或氮原子。9.根据权利要求1～8中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述第1金属原子为钯、铂、钌、铑、银、金、铜、镍、钴、铁、铬、锰、钪、铟、镧系元素、锝、锇、钼、钨、铱、铼、钛、锆、铀、钽、铌和钒中的任一者。10.根据权利要求4～9中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述第1构成原子为硅原...

【专利技术属性】
技术研发人员：田下真也，宫泽贵士，
申请(专利权)人：东洋合成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP