[发明专利]含氧有机化合物的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过利用分子态氧对有机化合物进行氧化来制造具有化学工业实用性的羧酸、醛、酮、醇等含氧有机化合物的方法。

背景技术

作为以含氮原子的杂环化合物和以钴、锰为代表的过渡金属的化合物作为催化剂，利用分子态氧对有机化合物进行氧化来制造含氧有机化合物的方法，已知有使用将过渡金属化合物溶解在反应溶液中而得到的溶液的方法(专利文献1)。上述过渡金属化合物在制造成本中占有较大比例。因此，作为可削减制造成本的方法，考虑了抑制过渡金属化合物的用量的方法，但由于当抑制用量时会引发产率降低等问题，因此该方法并不实用。

因此，强烈期待对使用后的过渡金属化合物进行回收及再利用。可是，对于溶解在反应溶液中的过渡金属化合物的回收通常较为困难。另一方面，也考虑通过将过渡金属化合物负载在载体上来使用，使用之后，连同负载有过渡金属化合物的载体一起回收，从而可以容易地回收过渡金属化合物。然而，由于在有机化合物与分子态氧的反应步骤中会发生过渡金属化合物在反应溶液中溶出，因此，即使回收了载体，也无法有效地回收过渡金属化合物。因此，就现阶段而言，尚未找出一种能够利用分子态氧对有机化合物进行氧化来高产率地制造含氧有机化合物的方法，即，尚未找出一种使用能够容易地进行回收、并能够再利用的过渡金属化合物作为催化剂来制造含氧有机化合物的方法。

专利文献1：日本特开2001-253838号公报

发明内容

发明要解决的课题

综上，本发明的目的在于提供一种含氧有机化合物的制造方法，该方法利用分子态氧对有机化合物进行氧化来制造含氧有机化合物，其中，该制造方法中使用的过渡金属化合物具有能够容易地回收并重复利用、并且经过重复利用后仍能够以高产率合成含氧有机化合物的优异催化能力。

解决问题的方法

本发明人等为解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，通过使用固体超强酸作为过渡金属化合物的载体，可以在含氧有机化合物的制造步骤中不使过渡金属化合物在反应溶液中溶出的情况下对载体进行回收，从而能够简单且有效地回收过渡金属化合物并实现其再利用。并且，通过同时使用含氮原子的杂环化合物，负载在固体超强酸上的过渡金属化合物即使经过反复的使用-回收，也能够表现出对于有机化合物与分子态氧的反应的优异催化能力，从而能够高产率地获得含氧有机化合物。本发明基于上述发现、并经过反复研究而完成。

即，本发明提供一种含氧有机化合物的制造方法，该方法通过在含氮原子的杂环化合物和以固体超强酸负载过渡金属化合物催化剂的存在下，在液相中利用分子态氧对有机化合物进行氧化来制造含氧有机化合物，其中，所述含氮原子的杂环化合物包含下述式(1)[式中，X代表-OR基(R代表氢原子或羟基的保护基团)]表示的骨架作为环的构成要素。

[化学式1]

作为固体超强酸，优选使用硫酸化氧化锆。

作为过渡金属化合物，优选使用钴化合物和/或锰化合物。

发明的效果

在本发明的含氧有机化合物的制造方法中，由于使用了以固体超强酸负载过渡金属化合物的催化剂，因此通过对固体超强酸进行回收，可简单且有效地回收过渡金属化合物，从而能够实现过渡金属化合物的再利用。并且，由于可以对在制造成本中占据较大比重的过渡金属化合物进行回收及再利用、并且在经过多次重复使用-回收后仍基本观察不到其催化能力的降低，因此能够大幅缩减含氧有机化合物的制造成本，从而廉价地提供具有化学工业实用性的含氧有机化合物。需要说明的是，在本发明中，采用包括过渡金属盐的化合物作为过渡金属化合物。

具体实施方式

[催化剂]

本发明的特征在于，使用固体超强酸作为用以负载过渡金属化合物的载体。所述固体超强酸被定义为具有酸性强于100％硫酸的酸强度的酸(田部浩三、野依良治合著：《超强酸/超强碱》(1980)，讲坛社)，其是哈米特(Hammett)酸度函数(H₀)小于-11.93的酸。