[发明专利]氢或重氢的制造方法

说明书

本申请是申请日为2011年08月16日、申请号为201180040072.3、题为“氢或重氢的制造方法及利用该制造方法而进行的有机化合物的氢化或重氢化”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种利用机械化学反应的氢或重氢的制造方法及利用该制造方法而进行的有机化合物的氢化或重氢化。

背景技术

至今，氢被利用于各种多方面的工业领域中。例如，作为通过哈伯-博施法(Haber-Bosch process)制氨、通过与氯气进行光反应来制造盐酸、添加在玉米油或棉籽油等油脂中使其硬化(固化)而进行改质等时的原料，并且作为使金属矿石(氧化物)还原、使硝基苯还原而制造苯胺、制造耐纶66时使苯催化还原、使一氧化碳还原而进行甲醇合成、或脱硫等时的还原剂等使用。

并且，氢即使燃烧亦不会产生水以外的排出物，例如粒子状物质或二氧化碳等排放气体，因此作为替代能源受到期待，安装有将氢作为内燃机的燃料的氢燃料引擎的氢动力汽车已开始销售，除此之外氢也被使用于火箭的燃料和燃料电池。

工业上，该氢作为烃类的水蒸气改质或部分氧化的副产物大量生产(烃类气体分解法)。该方法为下述方法：在高温下，一面以镍作为催化剂，一面使天然气中的甲烷气、或是石蜡类或乙烯、丙烯等与水蒸气进行反应而制成氢及一氧化碳后，使所副生的一氧化碳再与水蒸气进行反应而制成二氧化碳及氢气。此外，作为另一方法，有时也会利用在钠碱(soda)工业和制盐业中作为海水电解的副产物而产生的氢。

另一方面，使氢与有机化合物进行反应的氢化反应，是在有机合成化学中广泛使用的反应，通过该方法会生成很多有用的化合物。氢化反应中，已知有下述的多种方法：利用碱金属等的反应、利用金属氢化物或金属氢络合物的反应、利用二硼烷或肼的反应、利用接触氢化的反应等。

然而，前述工业上的氢的制造方法，需要大规模的装置，而无法在欲简单取得氢气时利用。此外，实验中亦有利用使金属溶于稀酸或醇类中而产生的氢气这样的方法，但在下述方面存在问题：使金属不可逆地溶解、和需要处理溶有金属的溶液。

此外，在上述氢化反应中使用碱金属、金属氢化物、金属氢络合物、二硼烷、肼等的方法，亦存在所使用的反应试剂的成本高、和这些具有危险性等的问题，并且，在利用接触氢化的方法中，亦存在必须利用特殊金属催化剂这样的问题。

发明内容

技术问题

本发明是鉴于上述情况而提出的，其要解决的问题为提供下述方法：在无须大规模的装置的情形下，简单地取得氢的方法；和可在不利用高价的反应试剂和特殊催化剂的情形下，简单地实施氢化反应的方法。

技术方案

本发明的发明人针对有机合成反应进行众多的实验后得知：通过在特定反应系统中，使有机化合物与水进行反应，即可使所投入的有机化合物氢化。此外，本发明的发明人得知：若仅利用水进行上述反应，即可产生氢气。并且，本发明的发明人确认使用重水取代水，亦可进行有机化合物的重氢化或产生重氢气，遂完成本发明。

换言之，本发明为一种氢或重氢的制造方法，其特征在于：在催化剂金属的存在下，使水或重水进行机械化学反应(mechanochemical reaction)。

此外，本发明为一种氢化有机化合物或重氢化有机化合物的制造方法，其特征在于：在催化剂金属的存在下，使有机化合物与水或重水进行机械化学反应。

并且，本发明为一种有机化合物的氢化或重氢化方法，其特征在于：在催化剂金属的存在下，使有机化合物与水或重水进行机械化学反应。

此外，本发明为一种具有卤素的有机化合物的脱卤(dehalogenation)方法，其特征在于：在催化剂金属的存在下，使具有卤素的有机化合物与水或重水进行机械化学反应。

有益效果

根据本发明的氢或重氢的制造方法，可在无须大规模的装置、并且不会产生废弃物等问题的情形下，从水或重水获得氢或重氢。

此外，根据本发明的氢化有机化合物或重氢化有机化合物的制造方法、和有机化合物的氢化或重氢化方法，可在不利用高价的反应试剂和催化剂的情形下简单地获得经氢化或重氢化的有机化合物。

特别地，经重氢化有机化合物的制造方法或有机化合物的重氢化方法重氢化后的有机化合物，作为标记化合物十分有用。此外，当使由公知的有机化合物所构成的药物重氢化时，有提高药效的可能性。