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公開番号2024040113
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-25
出願番号2023108466
出願日2023-06-30
発明の名称触媒、カルボン酸の製造方法、カルボン酸エステルの製造方法
出願人三菱ケミカル株式会社,国立大学法人九州大学
代理人個人,個人,個人
主分類B01J 23/52 20060101AFI20240315BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】メタクロレインの液相酸化反応において、温和な条件下で収率を向上する触媒、並びにその触媒を用いたカルボン酸の製造方法およびカルボン酸エステルの製造方法を提供する。
【解決手段】担体と、前記担体上に担持された金粒子および元素Xと、を有し、前記担体がチタンを含む酸化物であり、前記元素Xがアルカリ土類金属および周期律表第7族元素から選択される少なくとも1種である、触媒。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
担体と、前記担体上に担持された金粒子および元素Ｘと、を有し、
前記担体がチタンを含む酸化物であり、
前記元素Ｘが周期律表第２族元素、第７族元素および第１２族元素から選択される少なくとも１種である、触媒。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
アルデヒドを酸化してカルボン酸を製造する際に用いられる、請求項１に記載の触媒。
【請求項３】
酸素の共存下、アルデヒドおよびアルコールからカルボン酸エステルを製造する際に用いられる、請求項１に記載の触媒。
【請求項４】
前記アルデヒドがメタクロレインである、請求項２または３に記載の触媒。
【請求項５】
前記元素Ｘがバリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛およびマンガンから選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の触媒。
【請求項６】
前記元素Ｘがマンガンである、請求項１に記載の触媒。
【請求項７】
前記金粒子のモル数をＭＡ、前記元素Ｘのモル数をＭＸとしたとき、ＭＸ／ＭＡが１～１６である、請求項１に記載の触媒。
【請求項８】
前記ＭＸ／ＭＡが２～８である、請求項７に記載の触媒。
【請求項９】
前記金粒子の平均粒子径が１～１０ｎｍである、請求項１に記載の触媒。
【請求項１０】
請求項２に記載の触媒を用いて、アルデヒドを酸化してカルボン酸を製造する、カルボン酸の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒、並びにその触媒を用いたカルボン酸の製造方法およびカルボン酸エステルの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
カルボン酸エステルの１種であるメタクリル酸メチルを製造する方法としては、メタクロレインを酸素で酸化してメタクリル酸を製造し、次にメタクリル酸とメタノールを反応させてメタクリル酸メチルを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２００９／０２２５４４号
特開２０１１－１０２２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メタクロレインは、メタクリル酸やメタクリル酸メチルを生成するための主要な中間体である。メタクリル酸は、メタクロレインの気相接触酸化によって工業的に製造されている。しかしながら、メタクロレインを酸化してメタクリル酸を生成する際に用いられる触媒は、寿命が短いという課題があった。また、前記触媒を用いたメタクロレインの気相接触酸化では、反応温度が３００℃以上の高温であるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、メタクロレインの液相酸化反応において、温和な条件下で収率を向上する触媒、並びにその触媒を用いたカルボン酸の製造方法およびカルボン酸エステルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の態様を有する。
［１］担体と、前記担体上に担持された金粒子および元素Ｘと、を有し、
前記担体がチタンを含む酸化物であり、
前記元素Ｘが周期律表第２族元素、第７族元素および第１２族元素から選択される少なくとも１種である、触媒。
［２］アルデヒドを酸化してカルボン酸を製造する際に用いられる、［１］に記載の触媒。
［３］酸素の共存下、アルデヒドおよびアルコールからカルボン酸エステルを製造する際に用いられる、［１］に記載の触媒。
［４］前記アルデヒドがメタクロレインである、［２］または［３］に記載の触媒。
［５］前記元素Ｘがバリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛およびマンガンから選択される少なくとも１種である、［１］～［４］のいずれかに記載の触媒。
［６］前記元素Ｘがマンガンである、［５］に記載の触媒。
［７］前記金粒子のモル数をＭＡ、前記元素Ｘのモル数をＭＸとしたとき、ＭＸ／ＭＡが１～１６である、［１］～［６］のいずれかに記載の触媒。
［８］前記ＭＸ／ＭＡが２～８である、［７］に記載の触媒。
［９］前記金粒子の平均粒子径が１～１０ｎｍである、［１］～［８］のいずれかに記載の触媒。
［１０］［２］に記載の触媒を用いて、アルデヒドを酸化してカルボン酸を製造する、カルボン酸の製造方法。
［１１］［３］に記載の触媒を用いて、酸素の共存下、アルデヒドおよびアルコールからカルボン酸エステルを製造する、カルボン酸エステルの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、メタクロレインの液相酸化反応において、温和な条件下で収率を向上する触媒、並びにその触媒を用いたカルボン酸の製造方法およびカルボン酸エステルの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
【０００９】
［触媒］
本発明の一実施形態に係る触媒は、担体と、前記担体上に担持された金粒子および元素Ｘと、を有し、前記担体がチタンを含む酸化物であり、前記元素Ｘが周期律表第２族元素、第７族元素および第１２族元素から選択される少なくとも１種である。
【００１０】
「担体」
担体であるチタンを含む酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ
２
）、酸化チタン（ＩＩＩ）（Ｔｉ
２
Ｏ
３
）等のチタン酸化物が挙げられる。チタンを含む酸化物は、１種からなるものでもあってもよく、２種以上からなるものであってもよい。酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ
２
）を用いる場合、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ
２
）の結晶構造は、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型のいずれでもよく、また結晶構造が複数混合した状態で用いてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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