遷移金属触媒によるメタンから酢酸及び酢酸エステルの合成

Research Project

Project/Area Number	10875181
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	有機工業化学
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	藤原祐三九州大学, 工学研究科, 教授 (10029481)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	谷口裕樹九州大学, 工学部, 助手 (50217139) 北村二雄九州大学, 工学部, 助教授 (00153122)
Project Period (FY)	1998 – 1999
Project Status	Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help	¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000) Fiscal Year 1998: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywords	バナジウム触媒 / メタンの活性化 / 一酸化炭素 / 酢酸合成 / メタンの液状化 / ヘテロポリ酸 / 酢酸メチル / イッテルビウム化合物
Research Abstract	バナジウム(V)系触媒を用いて,1)メタンと一酸化炭素より酢酸を一段階で合成する反応,及び2)メタンからトリフルオロ酢酸メチル(メタノールを前駆体)を合成する新反応を開発することが出来た。 1. V触媒によるメタンとCOから酢酸の合成 VO(acac)_2K_2S_2O_8/CF_3COOH触媒系を用いてメタン(5気圧)とCO(20気圧)をオートクレーブ中で80℃で20時間反応させると,酢酸がメタン基準で93%収率とほぼ定量的に得られることを見いだした。また,Yb(OAC)_2/Mn(OAC)_2/NaClO/H_2O系触媒を用いると水溶液中で酢酸が合成できることも見いだしている。現在,酸化剤としてK_2S_2O_8の代わりに,酸素を用いて反応を検討中である。 2. V触媒によるメタンから酢酸エステルの合成メタンは天然ガスの主成分として豊富に存在するが,ガス状で取扱が容易でないという欠点があり,利用しやすい液状に変換する反応の開発は重要である。そこで,種々のV系触媒を用いて検討した結果,ヘテロポリ酸を触媒として用いると,高収率でメチルエステルが得られることを見いだした。例えば,H_5PV_2Mo_<10>O_<40>/K_2S_2O_8/(CF_3CO)_2O/CF_3COOH触媒系を用いてメタン(10気圧)を80℃で20時間反応させるとトリフルオロ酢酸メチルがメタン基準で95%収率で得られる。このメチルエステルは加水分解すると容易にメタノールとトリフルオロ酢を与えるので,メタンからメタノールが合成できることにより,また溶媒のトリフルオロ酢酸は回収されるので工業的に本反応は重要である。