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JP5801727B2 - Peroxo complex - Google Patents

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JP5801727B2 JP2012006498A JP2012006498A JP5801727B2 JP 5801727 B2 JP5801727 B2 JP 5801727B2 JP 2012006498 A JP2012006498 A JP 2012006498A JP 2012006498 A JP2012006498 A JP 2012006498A JP 5801727 B2 JP5801727 B2 JP 5801727B2
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宏司 米原
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Description

本発明は、ペルオキソ錯体に関する。より詳しくは、酸化触媒として、特に、アルケン等の不飽和結合含有化合物のエポキシ化反応触媒として好適に用いることができるペルオキソ錯体に関するものである。 The present invention relates to peroxo complexes. More specifically, the present invention relates to a peroxo complex that can be suitably used as an oxidation catalyst, particularly as an epoxidation reaction catalyst for an unsaturated bond-containing compound such as an alkene.

ペルオキソ錯体は、中心原子となる金属元素にペルオキソ基が配位した構造を有する化合物であり、Mo(IV)、W(VI)、V(V)等といった遷移金属元素にペルオキソ基が配位した遷移金属ペルオキソ錯体等が知られている。これらは、過酸化水素と遷移金属元素とを反応して得ることができ、その特異な構造によって酸化触媒としての機能を発現することができる。例えば、タングステン(W)を中心原子とし、2つの中心原子に配位した2つの酸素原子に挟まれてセレン元素(Se)又はテルル元素(Te)を有するタングステンペルオキシド化合物が開示されている(特許文献1等参照)。このようなタングステンペルオキシド化合物は、従来から報告されていたSi、P、As、S等の元素を有するタングステンペルオキソ化合物とは異なり、そのような化合物を酸化触媒として用いる場合の課題、すなわち、該化合物が基質に対して当量必要であったり、高価なリン含有化合物やハロゲン含有溶媒を用いなければならならなかったりする等といった課題を解決し、不飽和結合含有化合物のエポキシ化反応において高い触媒活性を示すものである。 A peroxo complex is a compound having a structure in which a peroxo group is coordinated to a metal element as a central atom, and a peroxo group is coordinated to a transition metal element such as Mo (IV), W (VI), V (V), Transition metal peroxo complexes and the like are known. These can be obtained by reacting hydrogen peroxide with a transition metal element, and can exhibit a function as an oxidation catalyst due to its unique structure. For example, a tungsten peroxide compound having selenium element (Se) or tellurium element (Te) sandwiched between two oxygen atoms coordinated to two central atoms with tungsten (W) as a central atom is disclosed (patent) Reference 1 etc.). Such a tungsten peroxide compound is different from a tungsten peroxo compound having elements such as Si, P, As, and S that have been reported so far, and there is a problem when such a compound is used as an oxidation catalyst, that is, the compound Solves problems such as the need for an equivalent amount to the substrate and the necessity of using expensive phosphorus-containing compounds and halogen-containing solvents, and provides high catalytic activity in the epoxidation reaction of unsaturated bond-containing compounds. It is shown.

ところで、酸化触媒が適用される反応としては、オレフィン等のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物のエポキシ化反応によるエポキシ化合物(エポキシド)への変換が工業有機化学における基本的な反応であり重要である。通常では、過酸化水素(H)を酸化剤としてオレフィンをエポキシ化合物に変換することになる。このように環境に優しいHを酸化剤とし、酸化触媒を用いて原料化合物を酸化する反応は、エポキシドを始めとする種々の有用な化合物の工業的な製造を環境に配慮したプロセスによって実施するのに有効である。このようにして製造される化合物は、各種の工業製品の製造において用いる中間体や原料として有用なものであり、例えば、エポキシ樹脂、界面活性化剤、医薬等の有用な化合物合成における重要な中間生成物として活用することができる。 By the way, as a reaction to which an oxidation catalyst is applied, conversion to an epoxy compound (epoxide) by an epoxidation reaction of a compound having an ethylenically unsaturated double bond such as olefin is a basic reaction in industrial organic chemistry. It is. Usually, olefin is converted into an epoxy compound using hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) as an oxidizing agent. In this way, the reaction of oxidizing raw material compounds using environmentally friendly H 2 O 2 as an oxidizing agent and using an oxidation catalyst is performed by an environmentally friendly process for industrial production of various useful compounds including epoxides. It is effective to implement. The compounds produced in this way are useful as intermediates and raw materials used in the production of various industrial products, for example, important intermediates in the synthesis of useful compounds such as epoxy resins, surfactants, and pharmaceuticals. It can be used as a product.

特開2010−76997号公報(1−4頁等)JP 2010-76997 A (page 1-4, etc.)

上述したようなペルオキソ錯体は、構造化学、生化学、触媒、マテリアル等の各技術分野で注目されている。
これまで、 ヘテロ原子を中心としμ−η:η−O部位を有する[PO{WO(O3−等のペルオキソタングステートが種々の酸化反応に活性を示すことが明らかとなっている。また、[PPh][WO(O(CON)]等の有機配位子を有する錯体も酸化反応に高い活性を示すことが近年明らかとなったが、これには酸や塩基の添加が必要である。一方で、ヘテロ原子や有機配位子を有しない[{WO(O(μ−η:η−O)]2−や[W(O(OH)(HO)2−といったペルオキソタングステートの酸化活性はほとんどなく、ヘテロ原子や有機配位子を有さず酸化反応に高い活性を示すペルオキソタングステート触媒はまだ知られていない。
また特許文献1においては、Si、P、As、S等の元素を有するタングステンペルオキソ化合物における課題を解決するものであるが、セレン元素(Se)又はテルル元素(Te)が含まれることから、これらの元素を有しない分子構造とするための工夫の余地があった。
Peroxo complexes as described above are attracting attention in various technical fields such as structural chemistry, biochemistry, catalysts, and materials.
Until now, peroxotungstates such as [PO 4 {WO (O 2 ) 2 } 4 ] 3− having a μ-η 1 : η 2 —O 2 site centered on a heteroatom are active in various oxidation reactions It has become clear. In addition, it has recently been clarified that complexes having an organic ligand such as [PPh 4 ] [WO (O 2 ) 2 (C 9 H 6 ON) 2 ] also exhibit high activity in oxidation reactions. Requires the addition of acid or base. On the other hand, [{WO (O 2 ) 2 } 2 (μ-η 1 : η 1 -O 2 )] 2- or [W 4 O 6 (O 2 ) 6 ( There is almost no oxidation activity of peroxotungstate such as OH) 2 (H 2 O) 2 ] 2− , and a peroxotungstate catalyst having no heteroatoms and organic ligands and showing high activity in oxidation reaction is still known. Absent.
Patent Document 1 solves the problem of tungsten peroxo compounds having elements such as Si, P, As, and S, but includes selenium element (Se) or tellurium element (Te). There was room for improvement in order to make the molecular structure free of these elements.

上記のようにヘテロ原子や有機配位子を有さず、かつ、セレン元素(Se)又はテルル元素(Te)といった特殊な元素を有さずに酸化反応に高い活性を示す化合物とすることができれば、酸化触媒等として有用な化合物を容易に調製することができる。また、各種技術分野において用いられることが期待できる新規なペルオキソ錯体を提供することができる。更に、アルケンのエポキシ化反応等の高い選択性が要求されるファインケミカルズ合成においては, 量論量の過酸による酸化反応が行われているが、危険な試薬の使用や副生成物の量を低減する触媒の開発が望まれている。ヘテロ原子や有機配位子、特殊な元素を有さずに触媒活性を示す新たなペルオキソ錯体は、そのような触媒として期待されるものである。 As described above, a compound that does not have a heteroatom or an organic ligand and does not have a special element such as selenium element (Se) or tellurium element (Te) and has high activity in an oxidation reaction If possible, a compound useful as an oxidation catalyst or the like can be easily prepared. In addition, a novel peroxo complex that can be expected to be used in various technical fields can be provided. Furthermore, in fine chemicals synthesis, which requires high selectivity such as alkene epoxidation, an oxidation reaction with a stoichiometric amount of peracid is performed, but the use of dangerous reagents and the amount of by-products are reduced. The development of a catalyst is desired. New peroxo complexes that exhibit catalytic activity without heteroatoms, organic ligands, and special elements are expected as such catalysts.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ヘテロ原子や有機配位子、特殊な元素を有さずに酸化反応に高い活性を示し、酸化触媒として、特に、アルケン等の不飽和結合含有化合物のエポキシ化反応触媒として好適に用いることができるペルオキソ錯体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described situation, shows high activity in oxidation reactions without having heteroatoms, organic ligands, and special elements, and as an oxidation catalyst, in particular, unsaturated compounds such as alkenes. An object of the present invention is to provide a peroxo complex that can be suitably used as a catalyst for epoxidation of a bond-containing compound.

本発明者は、酸化触媒としての活性を示すペルオキソ錯体について種々検討したところ、1個の中心原子からなり、複数のペルオキソ基が二座配位子として中心原子に配位した構造を有する単核ペルオキソ錯体において、中心原子を選択して特定の遷移金属元素とし、かつ、ハロゲン原子が中心原子に配位した構造を有する形態とするか、複数の中心原子からなり、複数のペルオキソ基が二座配位子として中心原子に配位した構造を有する複核ペルオキソ錯体において、中心原子を選択して特定し、かつ、ペルオキソ基の酸素原子の一つが他の中心原子に配位し、更に、酸素原子のみによって中心原子どうしが結合した構造を有する形態とした場合、酸化反応に高い活性を示すことを見いだした。特に、中心原子をタングステンとしたタングステンペルオキソ錯体は、モリブデンやバナジウムといった金属種を中心原子とするペルオキソ錯体に比べて過酸化水素分解能が低いため、それらを用いた酸化反応系の活性はより高いものとなる。そのため、上記単核ペルオキソ錯体、上記複核ペルオキソ錯体においても、中心原子をタングステンとした形態が重要である。
これら単核及び複核ペルオキソ錯体は、ヘテロ原子や有機配位子、特殊な元素を有さずに酸化反応に高い活性を示す新規なペルオキソ錯体として有用であり、これらによって上記課題を見事に解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
The present inventor has made various studies on peroxo complexes exhibiting activity as an oxidation catalyst. As a result, the mononuclear structure has a structure in which a plurality of peroxo groups are coordinated to a central atom as a bidentate ligand. In a peroxo complex, the central atom is selected as a specific transition metal element and has a structure in which a halogen atom is coordinated to the central atom, or consists of a plurality of central atoms, and a plurality of peroxo groups are bidentate. In a binuclear peroxo complex having a structure coordinated to a central atom as a ligand, the central atom is selected and specified, and one of the oxygen atoms of the peroxo group is coordinated to another central atom, and It has been found that when a structure having a structure in which central atoms are bonded to each other only by this method, the oxidation reaction is highly active. In particular, tungsten peroxo complexes with tungsten as the central atom have lower hydrogen peroxide resolution than peroxo complexes with metal species such as molybdenum and vanadium as the central atom, so the activity of oxidation reaction systems using them is higher. It becomes. Therefore, also in the mononuclear peroxo complex and the binuclear peroxo complex, the form in which the central atom is tungsten is important.
These mononuclear and binuclear peroxo complexes are useful as novel peroxo complexes that do not have heteroatoms, organic ligands, or special elements and exhibit high activity in oxidation reactions. The present inventors have arrived at the present invention.

すなわち本発明の第1の態様は、中心原子にペルオキソ基が配位してなるペルオキソ錯体であって、該中心原子は、周期律表の第5族及び第6族から選択される少なくとも1種の遷移金属元素であり、該ペルオキソ錯体は、1個の中心原子からなる単核ペルオキソ錯体であり、複数のペルオキソ基が二座配位子として中心原子に配位した構造を有し、更に、ハロゲン原子が中心原子に配位した構造を有するペルオキソ錯体である。
本明細書においては、上記本発明の第1の態様を単に「単核ペルオキソ錯体」ともいう。
That is, the first aspect of the present invention is a peroxo complex in which a peroxo group is coordinated to a central atom, and the central atom is at least one selected from groups 5 and 6 of the periodic table The peroxo complex is a mononuclear peroxo complex composed of one central atom, and has a structure in which a plurality of peroxo groups are coordinated to the central atom as a bidentate ligand, A peroxo complex having a structure in which a halogen atom is coordinated to a central atom.
In the present specification, the first aspect of the present invention is also simply referred to as “mononuclear peroxo complex”.

また本発明の第2の態様は、中心原子にペルオキソ基が配位してなるペルオキソ錯体であって、該中心原子は、周期律表の第5族及び第6族から選択される少なくとも1種の遷移金属元素であり、該ペルオキソ錯体は、複数の中心原子からなる複核ペルオキソ錯体であり、複数のペルオキソ基が二座配位子として中心原子に配位した構造を有し、かつ、ペルオキソ基の酸素原子の一つが他の中心原子に配位し、更に、酸素原子のみによって中心原子どうしが結合した構造を有するペルオキソ錯体である。
本明細書においては、上記本発明の第2の態様を単に「複核ペルオキソ錯体」ともいう。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
The second aspect of the present invention is a peroxo complex in which a peroxo group is coordinated to a central atom, and the central atom is at least one selected from groups 5 and 6 of the periodic table The peroxo complex is a binuclear peroxo complex composed of a plurality of central atoms, has a structure in which a plurality of peroxo groups are coordinated to the central atom as a bidentate ligand, and the peroxo group Is a peroxo complex having a structure in which one of the oxygen atoms is coordinated to another central atom and the central atoms are bonded to each other only by the oxygen atom.
In the present specification, the second aspect of the present invention is also simply referred to as “binuclear peroxo complex”.
The present invention is described in detail below.
A combination of two or more preferred embodiments of the present invention described below is also a preferred embodiment of the present invention.

上記単核ペルオキソ錯体の好ましい形態は、1つの中心原子に2つのペルオキソ基がそれぞれ二座配位子として配位した構造を有し、該中心原子に2つの酸素原子及び1つのハロゲン原子が配位した構造となる形態である。この単核ペルオキソ錯体において、中心原子に配位する2つの酸素原子は、HOに由来する酸素原子であることが好ましい。
また上記複核ペルオキソ錯体の好ましい形態は、複数の中心原子のそれぞれに2つのペルオキソ基がそれぞれ二座配位子として配位した構造を有し、該中心原子のそれぞれに2つの酸素原子及び1つのμ−O(中心原子どうしを結合する酸素原子)が配位した構造となる形態である。この複核ペルオキソ錯体において、中心原子のそれぞれに配位する2つの酸素原子のうちの1つは、隣接する中心原子に配位しているペルオキソ基が有する2つの酸素原子のうちの1つである。
A preferable form of the mononuclear peroxo complex has a structure in which two peroxo groups are coordinated as a bidentate ligand to one central atom, and two oxygen atoms and one halogen atom are coordinated to the central atom. It is the form which becomes the ordered structure. In this mononuclear peroxo complex, the two oxygen atoms coordinated to the central atom are preferably oxygen atoms derived from H 2 O.
The preferred form of the binuclear peroxo complex has a structure in which two peroxo groups are coordinated as bidentate ligands to each of a plurality of central atoms, and each of the central atoms has two oxygen atoms and one This is a form in which μ-O (oxygen atom bonding central atoms) is coordinated. In this binuclear peroxo complex, one of the two oxygen atoms coordinated to each of the central atoms is one of the two oxygen atoms of the peroxo group coordinated to the adjacent central atom. .

上記好ましい形態において、ペルオキソ基及びμ−Oを含めた酸素原子は、硫黄原子であってもよいが、酸素原子が最も好適である。
なお、本発明において、ある原子が中心原子に配位しているという場合、配位結合を形成していることが好ましいが、共有結合、イオン結合、分子間力による結合等であってもよく、ある原子が中心原子と何らかの化学的結合力によって結びつき、中心原子に配位していると認められればよい。
In the preferred form, the oxygen atom including the peroxo group and μ-O may be a sulfur atom, but an oxygen atom is most preferred.
In the present invention, when an atom is coordinated to a central atom, it is preferable to form a coordinate bond, but it may be a covalent bond, an ionic bond, a bond by intermolecular force, or the like. It may be recognized that a certain atom is linked to the central atom by some chemical bonding force and coordinated to the central atom.

上記単核ペルオキソ錯体の好ましい形態を化学式で表すと、下記一般式(1)又は(2)で表され、また、上記複核ペルオキソ錯体の好ましい形態を化学式で表すと、下記一般式(3)又は(4)で表される。
[XO(O(HO)Y] (1)
[XO(OY]2− (2)
[{XO(O(μ−O)4− (3)
〔{XO(O(μ−O)8− (4)
上記一般式中、Xは、中心原子を表す。複核ペルオキソ錯体の場合、複数あるXは同一であってもよく、異なっていてもよい。Yは、ハロゲン原子を表す。
When a preferred form of the mononuclear peroxo complex is represented by a chemical formula, it is represented by the following general formula (1) or (2). When a preferred form of the binuclear peroxo complex is represented by a chemical formula, the following general formula (3) or It is represented by (4).
[XO (O 2 ) 2 (H 2 O) Y] (1)
[XO (O 2 ) 2 Y] 2− (2)
[{XO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 ] 4- (3)
[{XO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 ] 8- (4)
In the above general formula, X represents a central atom. In the case of a binuclear peroxo complex, a plurality of Xs may be the same or different. Y represents a halogen atom.

本発明のペルオキソ錯体は、上記一般式で表されるようにアニオンの形態である化合物であってもよく、カチオンを有する化合物であってもよい。カチオンを有する場合、上記単核ペルオキソ錯体、上記複核ペルオキソ錯体はそれぞれ、下記一般式(1’)〜(4’)のように表すことができる。
A[XO(O(HO)Y] (1’)
[XO(OY] (2’)
[{XO(O(μ−O)] (3’)
〔{XO(O(μ−O)〕 (4’)
上記一般式中、X、Yは、上記と同様である。Aは、カチオンを表す。nは、1〜8の数を表す。Aが複数ある場合、Aは同一であってもよく、異なっていてもよい。
The peroxo complex of the present invention may be a compound in the form of an anion as represented by the above general formula, or may be a compound having a cation. In the case of having a cation, the mononuclear peroxo complex and the binuclear peroxo complex can be represented by the following general formulas (1 ′) to (4 ′), respectively.
A [XO (O 2 ) 2 (H 2 O) Y] (1 ′)
An [XO (O 2 ) 2 Y] (2 ′)
A n [{XO (O 2 ) 2} 4 (μ-O) 2] (3 ')
A n [{XO (O 2) 2} 4 (μ-O) 2 ] (4 ')
In the above general formula, X and Y are the same as described above. A represents a cation. n represents the number of 1-8. When there are a plurality of A, A may be the same or different.

本発明のペルオキソ錯体において、上記中心原子(一般式(1)〜(4)、(1’)〜(4’)のXで表されるもの)は、周期律表の第5族及び第6族から選択される少なくとも1種の遷移金属元素である。
なお、上記族番号は、旧族番号で表すと、第5A族(VA)、第6A族(VIA)となる。
上記第5族及び第6族に属する遷移金属元素としては、例えば、バナジウム(V)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)が挙げられ、その他にも、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)等が挙げられる。
また、上記各一般式において、一般式(1)、(3)、(1’)、(3’)は、Xが第6族から選択される遷移金属元素(モリブデン(Mo)、タングステン(W)、クロム(Cr)等)の場合であり、一般式(2)、(4)、(2’)、(4’)は、Xが第5族から選択される遷移金属元素(バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)等)の場合である。
本発明においては、いずれの元素を選択しても、同族元素は同様の化学特性をもつことから、その効果に差異はあるが同様の触媒作用を発揮するといえる。族番号が違うものであっても、族番号が隣接すること、また、すべて遷移金属元素としての特性を有することから、後述する実施例において触媒としての作用が証明された実施形態以外の形態であっても、その効果に差異はあるが同様の触媒作用を発揮するといえる。
In the peroxo complex of the present invention, the central atom (represented by X in the general formulas (1) to (4) and (1 ′) to (4 ′)) is group 5 and 6 in the periodic table. And at least one transition metal element selected from the group.
In addition, the said group number will be the 5th group A (VA) and the 6th group A (VIA), if it represents with an old family number.
Examples of the transition metal element belonging to Group 5 and Group 6 include vanadium (V), molybdenum (Mo), and tungsten (W). In addition, niobium (Nb), tantalum (Ta), Chrome (Cr) etc. are mentioned.
In the above general formulas, the general formulas (1), (3), (1 ′), and (3 ′) represent transition metal elements (molybdenum (Mo), tungsten (W) where X is selected from Group 6. ), Chromium (Cr), etc.), and the general formulas (2), (4), (2 ′) and (4 ′) are transition metal elements (vanadium (V ), Niobium (Nb), tantalum (Ta), etc.).
In the present invention, it can be said that, regardless of which element is selected, the homologous element has the same chemical characteristics, and thus exhibits the same catalytic action although the effect is different. Even if the group numbers are different, the group numbers are adjacent to each other, and all have the characteristics as a transition metal element. Therefore, in the embodiments other than the embodiment in which the action as a catalyst is proved in the examples described later. Even if it exists, it can be said that although the effect is different, the same catalytic action is exhibited.

上記中心原子としては、タングステン及び/又はモリブデンであることが好ましい。すなわち、単核ペルオキソ錯体の場合、中心原子がタングステン又はモリブデンであることが好ましく、複核ペルオキソ錯体の場合、複数ある中心原子がすべてタングステンであってもよく、すべてモリブデンであってもよく、また、タングステンとモリブデンとが混在していてもよい。
上記中心原子の最も好ましい形態は、タングステンである。この場合、単核ペルオキソ錯体の場合、1つの中心原子がタングステンである形態となるが、複核ペルオキソ錯体の場合、複数ある中心原子のすべてがタングステンである形態である。これらタングステンを中心原子とする形態は、酸化触媒としての活性をより高くすることができる。
The central atom is preferably tungsten and / or molybdenum. That is, in the case of a mononuclear peroxo complex, the central atom is preferably tungsten or molybdenum, and in the case of a dinuclear peroxo complex, all the central atoms may be tungsten, all may be molybdenum, Tungsten and molybdenum may be mixed.
The most preferred form of the central atom is tungsten. In this case, in the case of a mononuclear peroxo complex, one central atom is in a form of tungsten, whereas in the case of a dinuclear peroxo complex, all of the plurality of central atoms are in a form of tungsten. These forms having tungsten as a central atom can further increase the activity as an oxidation catalyst.

上記複核ペルオキソ錯体において、複数ある中心原子の数としては、2個以上であればよく、4個、6個、8個、10個、12個等が挙げられる。好ましくは、4個以上であり、4個、6個、8個、10個、12個等であり、より好ましくは、4個である。最も好ましい形態は、中心原子が4個であり、すべてがタングステンである形態である。このように中心原子が4個の場合、μ−Oは、2個となる。すなわち、ペルオキソ基により結ばれた2個の中心原子を有する1組の原子団ともう1組の原子団との間に2個のμ−Oが存在し、中心原子どうしを結ぶことになる。 In the above-mentioned binuclear peroxo complex, the number of the plurality of central atoms may be 2 or more, and examples thereof include 4, 6, 8, 10, 12, and the like. The number is preferably 4 or more, 4, 6, 8, 10, 12, etc., more preferably 4. The most preferred form is a form with 4 central atoms and all tungsten. Thus, when there are four central atoms, μ-O is two. That is, two μ-Os exist between one set of atomic groups having two central atoms connected by a peroxo group and another set of atomic groups, and the central atoms are connected to each other.

上記中心原子を有する原料としては、上記中心原子を有するものであれば特に限定されないが、以下のようなものが挙げられる。タングステン原料としては、例えば、タングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、タングステン酸セシウム、タングステン酸カルシウム、タングステン酸バリウム、タングステン酸、酸化タングステン等が挙げられ、好ましくはタングステン酸である。また、バナジウム原料としては、例えば、酸化バナジウム、メタバナジン酸リチウム、メタバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸カリウム、硫酸バナジウム等が挙げられる。モリブデン原料としては、例えば、モリブデン酸リチウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸セシウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸バリウム、モリブデン酸、酸化モリブデン等が挙げられる。更に、ニオブ原料としては、例えば、酸化バナジウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸ナトリウム、ニオブ酸カリウム等が挙げられる。タンタル原料としては、例えば、酸化タンタル、タンタル酸リチウム、タンタル酸ナトリウム、タンタル酸カリウム等が挙げられる。クロム原料としては、例えば、酸化クロム、クロム酸ナトリウム、硝酸クロム、酢酸クロム等が挙げられる。 The raw material having the central atom is not particularly limited as long as it has the central atom, and examples thereof include the following. Examples of the tungsten raw material include lithium tungstate, sodium tungstate, potassium tungstate, cesium tungstate, calcium tungstate, barium tungstate, tungstic acid, and tungsten oxide, and tungstic acid is preferable. Examples of the vanadium raw material include vanadium oxide, lithium metavanadate, sodium metavanadate, potassium metavanadate, vanadium sulfate, and the like. Examples of the molybdenum raw material include lithium molybdate, sodium molybdate, potassium molybdate, cesium molybdate, calcium molybdate, barium molybdate, molybdic acid, and molybdenum oxide. Furthermore, examples of the niobium raw material include vanadium oxide, lithium niobate, sodium niobate, and potassium niobate. Examples of the tantalum raw material include tantalum oxide, lithium tantalate, sodium tantalate, potassium tantalate, and the like. Examples of the chromium raw material include chromium oxide, sodium chromate, chromium nitrate, and chromium acetate.

上記ハロゲン原子(一般式(1)、(1’)のYで表されるもの)としては、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、好ましくは塩素原子である。
また、ハロゲン原子原料としては、例えば、フッ化水素、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、好ましくは塩酸である。
As said halogen atom (what is represented by Y of general formula (1), (1 ')), a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are mentioned, Preferably it is a chlorine atom.
Examples of the halogen atom raw material include hydrogen fluoride, hydrochloric acid, hydrogen bromide, hydrogen iodide, fluorine, chlorine, bromine and iodine, and hydrochloric acid is preferable.

上記カチオン(一般式(1’)〜(4’)のAで表されるもの)としては、例えば、プロトン、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、アンモニウムカチオン、四級有機基含有アンモニウムカチオン、四級有機基含有ホスホニウムカチオン等が挙げられる。液相反応の場合には、溶媒とカチオンの種類により、触媒を均一系や不均一系にすることが可能となる。また、不飽和結合化合物のエポキシ化反応において高い触媒活性を有する点から、プロトン、四級有機基含有アンモニウムカチオン、四級有機基含有ホスホニウムカチオンが好ましい。
上記四級有機基含有アンモニウムカチオンにおける4個の有機基は、全て同じでも各々異なっていてもよく、全て同じアルキル基であることが好ましい。当該有機基としては、好ましくは炭素数1〜12であり、より好ましくは炭素数1〜10であり、更に好ましくは直鎖状の炭素数1〜8である。すなわち、四級有機基含有アンモニウムカチオンとしては、炭素数4〜48のものが好ましく、より好ましくは炭素数4〜40のものである。
上記四級有機基含有アンモニウムカチオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、テトラプロピルアンモニウムカチオン、テトラブチルアンモニウムカチオン、トリブチルメチルアンモニウムカチオン、トリオクチルメチルアンモニウムカチオン、トリラウリルメチルアンモニウムカチオン、ベンジルトリメチルアンモニウムカチオン、ベンジルトリエチルアンモニウムカチオン、ベンジルトリブチルアンモニウムカチオン、セチルピリジニウムカチオン等が挙げられる。これらの中でも、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、テトラ−n−プロピルアンモニウムカチオン、テトラ−n−ブチルアンモニウムカチオン、トリブチルメチルアンモニウムカチオン、ベンジルトリメチルアンモニウムカチオン、ベンジルトリエチルアンモニウムカチオン、ベンジルトリブチルアンモニウムカチオンが好ましい。より好ましくは、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、テトラ−n−ブチルアンモニウムカチオン、トリブチルメチルアンモニウムカチオン、ベンジルトリエチルアンモニウムカチオンである。
Examples of the cation (represented by A in the general formulas (1 ′) to (4 ′)) include protons, alkali metal cations, alkaline earth metal cations, ammonium cations, quaternary organic group-containing ammonium cations, Examples include quaternary organic group-containing phosphonium cations. In the case of a liquid phase reaction, the catalyst can be made homogeneous or heterogeneous depending on the type of solvent and cation. Moreover, a proton, a quaternary organic group containing ammonium cation, and a quaternary organic group containing phosphonium cation are preferable from the point which has high catalyst activity in the epoxidation reaction of an unsaturated bond compound.
The four organic groups in the quaternary organic group-containing ammonium cation may all be the same or different, and are preferably all the same alkyl group. As the said organic group, Preferably it is C1-C12, More preferably, it is C1-C10, More preferably, it is linear C1-C8. That is, the quaternary organic group-containing ammonium cation preferably has 4 to 48 carbon atoms, and more preferably has 4 to 40 carbon atoms.
Examples of the quaternary organic group-containing ammonium cation include, for example, tetramethylammonium cation, tetraethylammonium cation, tetrapropylammonium cation, tetrabutylammonium cation, tributylmethylammonium cation, trioctylmethylammonium cation, trilaurylmethylammonium cation, benzyl Examples include trimethylammonium cation, benzyltriethylammonium cation, benzyltributylammonium cation, and cetylpyridinium cation. Among these, tetramethylammonium cation, tetraethylammonium cation, tetra-n-propylammonium cation, tetra-n-butylammonium cation, tributylmethylammonium cation, benzyltriethylammonium cation, benzyltriethylammonium cation, and benzyltributylammonium cation are preferable. . More preferred are tetramethylammonium cation, tetraethylammonium cation, tetra-n-butylammonium cation, tributylmethylammonium cation and benzyltriethylammonium cation.

上記のカチオン原料としては、例えば、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物塩、酢酸塩、リン酸塩、水酸化物塩等が挙げられ、好ましくは、硝酸塩、ハロゲン化物塩、酢酸塩、水酸化物塩である。硝酸塩を使用すると、不純物の混入やタングステンへの配位を防ぎ、前記タングステンペルオキシド構造を保持しやすい。 Examples of the cation raw material include nitrates, sulfates, halide salts, acetates, phosphates, hydroxide salts, etc., preferably nitrates, halide salts, acetates, hydroxide salts. It is. When nitrate is used, it is easy to maintain the tungsten peroxide structure by preventing contamination of impurities and coordination to tungsten.

本発明のペルオキソ錯体の好ましい形態としてはまた、リン原子、砒素等のヘテロ原子を有しない形態、有機配位子を有しない形態、セレン元素(Se)及びテルル元素(Te)といった特殊な元素を有しない形態が挙げられる。最も好ましくは、これらの形態がすべてあてはまる形態である。本発明においては、これらの元素、原子団を有しないで高い触媒活性等の有利な特性を発揮させることができるという点において、重要な技術的意義を有する。このような好ましい形態においては、酸化触媒等として有用なペルオキソ錯体を容易に調製することができるという点において、また、各種技術分野において用いられることが期待できる新規なペルオキソ錯体を提供することができるという点において有利となる。例えば、タングステンを高分散させるための前駆体として使用することが可能であると考えられる。また、危険な試薬の使用や副生成物の量を低減することができる触媒となるという点において有利となる。
なお、有機配位子を用いない単核ジペルオキソタングステートの報告例はこれまでに無い。したがって、単核ジペルオキソタングステートであって、有機配位子を有しないとだけで特定される化合物も、新規化合物であるといえる。
Preferred forms of the peroxo complex of the present invention include special forms such as a form having no hetero atom such as phosphorus atom and arsenic, a form having no organic ligand, selenium element (Se) and tellurium element (Te). The form which does not have is mentioned. Most preferably, these forms are all applicable. The present invention has important technical significance in that advantageous characteristics such as high catalytic activity can be exhibited without these elements and atomic groups. In such a preferred embodiment, a novel peroxo complex that can be expected to be used in various technical fields can be provided in that a peroxo complex useful as an oxidation catalyst can be easily prepared. This is advantageous. For example, it is considered that it can be used as a precursor for highly dispersing tungsten. Further, it is advantageous in that it becomes a catalyst capable of reducing the use of dangerous reagents and the amount of by-products.
There have been no reports of mononuclear diperoxotungstates that do not use organic ligands. Therefore, a compound that is a mononuclear diperoxotungstate and is identified only by having no organic ligand can also be said to be a novel compound.

本発明のペルオキソ錯体の好ましい形態を例示すれば、単核ペルオキソ錯体としては、[WO(O(HO)Cl]、[WO(O(HO)F]、[WO(O(HO)Br]、[WO(O(HO)I]等を、複核ペルオキソ錯体としては、[{WO(O(μ−O)4−等を挙げることができる。
またカチオンを有する場合の好ましい形態としては、単核ペルオキソ錯体としては、(TPA)[WO(O(HO)Cl](TPA=[(n−CN])、(TBA)[WO(O(HO)Cl](TBA=[(n−CN])、(THA)[WO(O(HO)Cl](THA=[(n−C13N])、(CP)[WO(O(HO)Cl](CP=セチルピリジニウム)等を、複核ペルオキソ錯体としては、(TPA)H[{WO(O(μ−O)]、(TBA)H[{WO(O(μ−O)]、(THA)H[{WO(O(μ−O)]、(CP)H[{WO(O(μ−O)]等を挙げることができる。
To exemplify preferred embodiments of the peroxo complex of the present invention, the mononuclear peroxo complex, [WO (O 2) 2 (H 2 O) Cl] -, [WO (O 2) 2 (H 2 O) F] , [WO (O 2 ) 2 (H 2 O) Br] , [WO (O 2 ) 2 (H 2 O) I] − and the like are [{WO (O 2 ) 2 ] as a binuclear peroxo complex. } 4 (μ-O) 2 ] 4- and the like.
The preferred form of the case where a cationic As the mononuclear peroxo complex, (TPA) [WO (O 2) 2 (H 2 O) Cl] (TPA = [(n-C 3 H 7) 4 N] + ), (TBA) [WO (O 2 ) 2 (H 2 O) Cl] (TBA = [(n-C 4 H 9 ) 4 N] + ), (THA) [WO (O 2 ) 2 (H 2 O) Cl] (THA = [(n-C 6 H 13 ) 4 N] + ), (CP) [WO (O 2 ) 2 (H 2 O) Cl] (CP = cetylpyridinium) and the like As peroxo complexes, (TPA) 3 H [{WO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 ], (TBA) 3 H [{WO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 ] , (THA) 3 H [{ WO (O 2) 2} 4 (μ-O) 2], (CP) 3 H [{WO (O 2) 2 4 (μ-O) 2], and the like.

本発明のペルオキソ錯体の好ましい形態の立体構造(アニオン構造)を示せば、単核ペルオキソ錯体としては、図1のようになり、複核ペルオキソ錯体としては、図2のようになる。これらの図中、X、Yは、上記と同様である。
また中心原子をタングステンとした形態の立体構造(アニオン構造)は、それぞれ図3、図4のようになる。これらは、後述する実施例において合成されたペルオキソ錯体である。
If the three-dimensional structure (anion structure) of the preferred form of the peroxo complex of the present invention is shown, the mononuclear peroxo complex is as shown in FIG. 1, and the binuclear peroxo complex is as shown in FIG. In these drawings, X and Y are the same as described above.
The three-dimensional structure (anion structure) in which the central atom is tungsten is as shown in FIGS. 3 and 4, respectively. These are peroxo complexes synthesized in Examples described later.

本発明のペルオキソ錯体の製造方法を以下に記載する。
本発明の単核ペルオキソ錯体の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、上記中心原子を有する原料、ハロゲン原子原料及びカチオン原料を用いて、単核ペルオキソ錯体を製造することができる。単離することなく系中で調製することも可能である。
上記ハロゲン原子原料の使用量は、製造・収率・精製・経済の点から、上記中心原子を有する原料100質量部に対して、好ましくは0.001〜100000質量部であり、より好ましくは0.01〜50000質量部である。
上記カチオン原料の使用量は、製造・収率・精製・経済の点から、上記中心原子を有する原料100質量部に対して、好ましくは0.001〜100000質量部であり、より好ましくは0.01〜50000質量部である。
A method for producing the peroxo complex of the present invention is described below.
The production method of the mononuclear peroxo complex of the present invention is not particularly limited. For example, the mononuclear peroxo complex can be produced using the above-mentioned raw material having a central atom, a halogen atom raw material, and a cationic raw material. It is also possible to prepare in the system without isolation.
The amount of the halogen atom raw material used is preferably 0.001 to 100,000 parts by mass, more preferably 0, based on 100 parts by mass of the raw material having the central atom from the viewpoint of production, yield, purification, and economy. 0.01 to 50000 parts by mass.
The amount of the cation raw material used is preferably 0.001 to 100,000 parts by weight, more preferably 0.001 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material having the central atom, from the viewpoint of production, yield, purification and economy. 01 to 50000 parts by mass.

また、本発明の複核ペルオキソ錯体の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、上記中心原子を有する原料及びカチオン原料を用いて、複核ペルオキソ錯体を製造することができる。
上記カチオン原料の使用量は、製造・収率・精製・経済の点から、上記中心原子を有する原料100質量部に対して、好ましくは0.001〜100000質量部であり、より好ましくは0.01〜50000質量部である。
In addition, the method for producing the binuclear peroxo complex of the present invention is not particularly limited. For example, the binuclear peroxo complex can be produced using the above-mentioned raw material having a central atom and a cationic raw material.
The amount of the cation raw material used is preferably 0.001 to 100,000 parts by weight, more preferably 0.001 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material having the central atom, from the viewpoint of production, yield, purification and economy. 01 to 50000 parts by mass.

本発明のペルオキソ錯体の実施形態の一つであるタングステンペルオキソ錯体の製造方法を以下に記載する。しかしながら、本発明は下記の実施形態に制限されるものではない。 A method for producing a tungsten peroxo complex, which is one embodiment of the peroxo complex of the present invention, will be described below. However, the present invention is not limited to the following embodiment.

まず、タングステンペルオキソ錯体の中でも、単核タングステンペルオキソ錯体の1つである(n−CN[WO(O(HO)Cl](I)の製造方法の1例について記載する。
タングステン酸と塩酸を過酸化水素水溶液に加え、撹拌する。次に、得られた溶液を濾別して不溶物を除き、テトラ−n−プロピルアンモニウムクロライドを加えて撹拌する。生成した沈殿物を濾別し、水とジエチルエーテルで洗浄する。得られた白色沈殿物を乾燥後、アセトニトリルに溶解させ、そのアセトニトリル溶液へエーテルを蒸気拡散させて、上記化合物(I)を得る。
First, among the tungsten peroxo complexes, one of the methods for producing (nC 3 H 7 ) 4 N [WO (O 2 ) 2 (H 2 O) Cl] (I), which is one of mononuclear tungsten peroxo complexes. An example is described.
Add tungstic acid and hydrochloric acid to aqueous hydrogen peroxide and stir. Next, the obtained solution is separated by filtration to remove insolubles, and tetra-n-propylammonium chloride is added and stirred. The formed precipitate is filtered off and washed with water and diethyl ether. The obtained white precipitate is dried, dissolved in acetonitrile, and ether is vapor-diffused into the acetonitrile solution to obtain the compound (I).

次に、タングステンペルオキソ錯体の中でも、複核タングステンペルオキソ錯体の1つである(n−CH[{WO(O(μ−O)](II)の製造方法の1例について記載する。
アセトニトリルと過酸化水素水溶液を混合し、撹拌する。この溶液中で、上記のようにして得られた化合物(I)と硝酸銀を反応させる。エーテルを混合後、エーテルを蒸気拡散させ、無色四角板状結晶の化合物(II)を得る。
Next, among tungsten peroxo complexes, production of (nC 3 H 7 ) 3 H [{WO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 ] (II), which is one of the binuclear tungsten peroxo complexes. An example of the method will be described.
Mix acetonitrile and aqueous hydrogen peroxide and stir. In this solution, the compound (I) obtained as described above is reacted with silver nitrate. After mixing the ether, the ether is vapor diffused to obtain a colorless square plate-like compound (II).

上記製造方法で使用する過酸化水素の濃度としては、特に限定されず、100質量%の過酸化水素も使用可能である。しかし、入手し易さと安全に取り扱うことを考慮すると0.1〜70質量%の水溶液が好適であり、より好ましくは3〜65質量%である。 The concentration of hydrogen peroxide used in the above production method is not particularly limited, and 100% by mass of hydrogen peroxide can also be used. However, in view of easy availability and safe handling, an aqueous solution of 0.1 to 70% by mass is suitable, and more preferably 3 to 65% by mass.

上記製造方法においては、溶媒を使用することができる。当該溶媒としては、特に限定されないが、水;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、t−ブタノール等の炭素数1〜6の第一、二、三級の一価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のエチレンオキシド、プロピレンオキシドが開環したオリゴマー類;ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート類;メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ニトロメタン、アセトニトリル、ベンゾニトリル等の含窒素化合物;ジメチルスルホキシド等の硫黄化合物;リン酸トリエチル、リン酸ジエチルヘキシル等のリン酸エステル等のリン化合物;クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素;n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素等が挙げられる。好ましくはアセトニトリル、ベンゾニトリル、ジエチルエーテル、水、ヘキサン、トルエンである。
上記溶媒の使用量としては、製造・収率・精製・経済・安全の点から、上記中心原子を有する原料100質量部に対して、好ましくは0.0001〜1000000質量部であり、より好ましくは0.001〜500000質量部である。
In the above production method, a solvent can be used. The solvent is not particularly limited, but water; primary, secondary, and tertiary monohydric alcohols having 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, and t-butanol; ethylene glycol, propylene glycol Polyhydric alcohols such as glycerin; ethylene oxide such as diethylene glycol and triethylene glycol; oligomers in which propylene oxide is opened; ethers such as diethyl ether, isopropyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, and cyclopentyl methyl ether; acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl Ketones such as ketones and acetylacetones; ketones such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate Bonates; nitrogen-containing compounds such as methylformamide, dimethylacetamide, nitromethane, acetonitrile, benzonitrile; sulfur compounds such as dimethyl sulfoxide; phosphorus compounds such as phosphate esters such as triethyl phosphate and diethylhexyl phosphate; chloroform, dichloromethane, etc. Halogenated hydrocarbons of the following: aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-heptane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; and alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopentane. Acetonitrile, benzonitrile, diethyl ether, water, hexane and toluene are preferred.
The amount of the solvent used is preferably 0.0001 to 1000000 parts by mass, more preferably 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material having the central atom, from the viewpoint of production, yield, purification, economy, and safety. 0.001 to 500000 parts by mass.

反応温度としては、製造・収率・精製・経済・安全の点から、好ましくは−20〜200℃であり、より好ましくは−10〜190℃である。
反応時間としては、収率・経済・安全の点から、好ましくは0.1〜72時間であり、より好ましくは0.5〜60時間である。
The reaction temperature is preferably −20 to 200 ° C., more preferably −10 to 190 ° C. from the viewpoint of production, yield, purification, economy, and safety.
The reaction time is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.5 to 60 hours, from the viewpoint of yield, economy, and safety.

本発明のペルオキソ錯体は、種々の酸化反応や酸塩基反応等の有機反応用の触媒として用いることができ、中でも酸化反応や酸塩基反応を液相で行う際に好適に用いられる。該触媒は、ペルオキソ錯体を含んでいればどのような形態でもよく、具体的には、α−アルミナ、シリカ、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の無機担体に坦持したもの、結晶状、又は、反応溶媒に溶解させる等のいずれの形態でも使用でき、他の触媒と混合することも可能である。 The peroxo complex of the present invention can be used as a catalyst for organic reactions such as various oxidation reactions and acid-base reactions, and is particularly preferably used when performing an oxidation reaction or an acid-base reaction in a liquid phase. The catalyst may be in any form as long as it contains a peroxo complex. Specifically, the catalyst is supported on an inorganic carrier such as α-alumina, silica, zirconium oxide, titanium oxide, crystalline, or reacted. It can be used in any form such as being dissolved in a solvent, and can be mixed with other catalysts.

上記酸化反応の具体例としては、特に限定されず、例えば、不飽和結合の酸化(アルケンやアルキンの不飽和二重結合や不飽和三重結合の酸化);水酸基の酸化;ヘテロ原子の酸化(硫黄原子や窒素原子等の酸化);飽和炭化水素部位の酸化;芳香環の酸化;これら以外の酸化カップリング反応等の酸化反応等が挙げられる。このような酸化反応により被酸化性官能基が酸化され、酸化された有機化合物が製造されることになる。 Specific examples of the oxidation reaction are not particularly limited. For example, unsaturated bond oxidation (alkene or alkyne unsaturated double bond or unsaturated triple bond oxidation); hydroxyl group oxidation; heteroatom oxidation (sulfur). Oxidation of atoms and nitrogen atoms); oxidation of saturated hydrocarbon sites; oxidation of aromatic rings; oxidation reactions such as oxidative coupling reactions other than these. By such an oxidation reaction, the oxidizable functional group is oxidized, and an oxidized organic compound is produced.

上記酸塩基反応の具体例としては、特に限定されず、例えば、エステル化反応;炭素骨格異性化反応;重合反応;付加反応;開環反応;脱離反応;アセタール化反応;ケタール化反応;芳香族求電子置換反応;芳香族求核置換反応;アルドール反応;ピナコール転移反応;ベックマン転移反応;カニッツァロ反応;クライゼン縮合反応;ダルゼンズ縮合反応;ディールズアルダー反応;フリーデルクラフツ反応;フリース転移反応;ガッターマン・コッホ反応;マンニッヒ反応;マイケル反応;プリンス反応;グリコシル化反応;加溶媒分解反応;1,3−双極性環状付加反応;これら以外の酸塩基反応等が挙げられる。 Specific examples of the acid-base reaction are not particularly limited. For example, esterification reaction; carbon skeleton isomerization reaction; polymerization reaction; addition reaction; ring-opening reaction; elimination reaction; acetalization reaction; ketalization reaction; Aromatic nucleophilic substitution reaction; Aldol reaction; Pinacol transfer reaction; Beckmann transfer reaction; Cannizzaro reaction; Claisen condensation reaction; Darzens condensation reaction; Diels-Alder reaction; Friedel-Crafts reaction; -Koch reaction; Mannich reaction; Michael reaction; Prince reaction; glycosylation reaction; solvolysis reaction; 1,3-dipolar cycloaddition reaction; acid-base reaction other than these.

上記反応は、気相反応又は液相反応のいずれの反応方法においても、本発明の触媒を使用することが可能であるが、例えば、過酸化水素を酸化剤として用いたアルケンのエポキシ化反応を行う場合には、反応活性を考慮すると液相中で反応を行うことがより好ましい。アルケンの酸化剤によるエポキシ化反応について以下に例示する。 In the above reaction, the catalyst of the present invention can be used in any reaction method of a gas phase reaction or a liquid phase reaction. For example, an alkene epoxidation reaction using hydrogen peroxide as an oxidizing agent is performed. In the case of carrying out the reaction, it is more preferable to carry out the reaction in a liquid phase in consideration of the reaction activity. The epoxidation reaction of an alkene with an oxidizing agent is exemplified below.

エポキシ化反応において使用するアルケンとしては、非環式であっても環式であってもよく、具体的には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、イソプレン、ジイソブチレン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、プロピレンのトリマー及びテトラマー類、1,3−ブタジエン、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等の末端オレフィン;2−ブテン、2−オクテン、2−メチルー1−ヘキセン、2,3−ジメチルー2−ブテン等の分子内オレフィン;シクロペンテン、シクロヘキセン、1−フェニル−1−シクロヘキセン、1−メチル−1−シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、シクロペンタジエン、シクロデカトリエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、メチレンシクロプロパン、メチレンシクロペンタン、メチレンシクロヘキサン、ビニルシクロヘキサン、ノルボルネン等の環式オレフィン等が挙げられる。アルケンの種類としては、一種又は二種以上を用いることができる。一分子中に存在する二重結合部位は、一個であってもよいし、二個以上であってもよい。 The alkene used in the epoxidation reaction may be acyclic or cyclic. Specifically, ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-pentene, isoprene, diisobutylene. 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1-nonadecene, 1-eicosene, propylene Terminal olefins such as 1,3-butadiene, styrene, vinyltoluene, divinylbenzene; molecules such as 2-butene, 2-octene, 2-methyl-1-hexene, 2,3-dimethyl-2-butene Inner olefin: cyclopentene, cyclohexene, 1-phenyl-1-cyclohexene, 1 Cyclic olefins such as methyl-1-cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, cyclodecene, cyclopentadiene, cyclodecatriene, cyclooctadiene, dicyclopentadiene, methylenecyclopropane, methylenecyclopentane, methylenecyclohexane, vinylcyclohexane, norbornene, etc. Can be mentioned. As a kind of alkene, 1 type, or 2 or more types can be used. The number of double bond sites present in one molecule may be one, or two or more.

上記エポキシ化反応に用いられるアルケンは、例えば、−CHO、−COOH、−CN、−COOR、−OR(Rは、アルキル、シクロアルキル、アリール又はアリールアルキル置換基を表す)、芳香族基、ハロゲン基、ニトロ基、スルホン酸基、カルボニル基、水酸基等の官能基を有していても良い。一分子中に存在する二重結合部位は、一個であってもよいし、二個以上であってもよい。これらの中でも水酸基を有するアルケンが特に好ましい。水酸基を有するアルケンとしては、アリルアルコール類、ホモアリルアルコール類等が挙げられる。ホモアリルアルコール類としては、例えば、イソプロペニルアルコール、3−ブテノール、3−メチル−3−ブテノール、3−ペンテノール、4−メチル−3−ペンテノール、3−ヘキセノール、1−メチル−3−ヘキセノール、3−ヘプテノール、3−オクテノール、3−ノネノール、3−デセノール、3−ウンデセノール、3−ドデセノール、3−シクロヘキセノール、3−シクロオクテノール等が挙げられる。 Examples of the alkene used in the epoxidation reaction include —CHO, —COOH, —CN, —COOR, —OR (R represents an alkyl, cycloalkyl, aryl, or arylalkyl substituent), an aromatic group, a halogen, It may have a functional group such as a group, a nitro group, a sulfonic acid group, a carbonyl group, or a hydroxyl group. The number of double bond sites present in one molecule may be one, or two or more. Among these, alkenes having a hydroxyl group are particularly preferred. Examples of the alkene having a hydroxyl group include allyl alcohols and homoallyl alcohols. Examples of homoallylic alcohols include isopropenyl alcohol, 3-butenol, 3-methyl-3-butenol, 3-pentenol, 4-methyl-3-pentenol, 3-hexenol, and 1-methyl-3-hexenol. , 3-heptenol, 3-octenol, 3-nonenol, 3-decenol, 3-undecenol, 3-dodecenol, 3-cyclohexenol, 3-cyclooctenol and the like.

前記エポキシ化反応の酸化剤としては、過酸化水素が好ましく、実用的には0.1〜70質量%の水溶液、アルコール類の溶液が好適であるが、100質量%の過酸化水素も使用可能である。使用量としては、反応基質と過酸化水素のモル比(反応基質のモル数/過酸化水素のモル数)が100/1以下となるようにすることが好ましく、より好ましくは10/1以下である。また、1/100以上となるようにすることが好ましく、より好ましくは、1/50以上である。 As the oxidizing agent for the epoxidation reaction, hydrogen peroxide is preferable, and practically 0.1 to 70% by mass of an aqueous solution or alcohol solution is preferable, but 100% by mass of hydrogen peroxide can also be used. It is. The amount used is preferably such that the molar ratio of the reaction substrate to hydrogen peroxide (number of moles of reaction substrate / number of moles of hydrogen peroxide) is 100/1 or less, more preferably 10/1 or less. is there. Moreover, it is preferable to set it as 1/100 or more, More preferably, it is 1/50 or more.

本発明のペルオキソ錯体の使用量としては、反応基質100質量部に対して、0.0001質量部以上、10000質量部以下とすることが好ましい。より好ましくは、0.001質量部以上、5000質量部以下である。また、2種以上のペルオキソ錯体を触媒として用いる場合には、その合計質量を前記範囲内になるように調整するのが好ましい。 The amount of the peroxo complex of the present invention is preferably 0.0001 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the reaction substrate. More preferably, it is 0.001 to 5000 parts by mass. Moreover, when using 2 or more types of peroxo complexes as a catalyst, it is preferable to adjust the total mass so that it may become in the said range.

上記エポキシ化反応を液相中で行う場合、溶媒としては、例えば、水及び/又は有機溶媒等を用いることができる。
有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、t−ブタノール等の炭素数1〜6の第一、二、三級の一価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のエチレンオキシド、プロピレンオキシドが開環したオリゴマー類;エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等のエステル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート類;ジメチルスルホキシド等の硫黄化合物;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ニトロメタン、アセトニトリル、ベンゾニトリル等の窒素化合物;リン酸トリエチル、リン酸ジエチルヘキシル等のリン酸エステル等のリン化合物;クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素;n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素等が挙げられる。有機溶媒としては、一種又は二種以上用いることができる。
When performing the said epoxidation reaction in a liquid phase, as a solvent, water and / or an organic solvent etc. can be used, for example.
Examples of the organic solvent include primary, secondary, and tertiary monohydric alcohols having 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, and t-butanol; many such as ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin. Dihydric alcohol; Diethylene glycol, triethylene glycol and other ethylene oxide and propylene oxide ring-opened oligomers; Ethyl ether, isopropyl ether, dioxane, tetrahydrofuran and other ethers; Acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetyl acetone and other ketones; Acetic acid Esters such as methyl, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl benzoate, ethyl benzoate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate; Carbonates such as tylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate; sulfur compounds such as dimethyl sulfoxide; nitrogen compounds such as dimethylformamide, dimethylacetamide, nitromethane, acetonitrile, benzonitrile; triethyl phosphate, diethylhexyl phosphate, etc. Phosphorus compounds such as phosphate esters; Halogenated hydrocarbons such as chloroform and dichloromethane; Aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-heptane; Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Alicyclic rings such as cyclohexane and cyclopentane Formula hydrocarbons and the like. One or two or more organic solvents can be used.

上記溶媒の中でも、水、炭素数1〜4のアルコール類、ジクロロメタン、ヘプタン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ニトロメタン、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等や、これらの混合物を用いることが好ましい。オレフィン化合物が反応条件において液体である場合には、前記溶媒を使用することなくニートで反応を行うことも可能である。本発明においては、前記ペルオキソ錯体のカウンターカチオン種と溶媒の選択により触媒を不均一化することも可能である。この場合、例えば、四級アルキルアンモニウム、プロトンの少なくとも一つをカウンターカチオンに選び、ニトロメタン、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートから選ばれる少なくとも一つの溶媒を使用することがより好ましい。 Among the above solvents, water, alcohols having 1 to 4 carbon atoms, dichloromethane, heptane, acetonitrile, benzonitrile, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, nitromethane, ethyl acetate, butyl acetate, methyl benzoate, ethyl benzoate, It is preferable to use dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, ethylene carbonate, propylene carbonate, or a mixture thereof. When the olefin compound is a liquid under the reaction conditions, it is possible to carry out the reaction neat without using the solvent. In the present invention, it is possible to make the catalyst heterogeneous by selecting the counter cation species of the peroxo complex and the solvent. In this case, for example, at least one of quaternary alkyl ammonium and proton is selected as a counter cation, and nitromethane, ethyl acetate, butyl acetate, methyl benzoate, ethyl benzoate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, phthalate More preferably, at least one solvent selected from dioctyl acid, ethylene carbonate, and propylene carbonate is used.

上記エポキシ化反応は、中性〜酸性溶液中で実施することが好ましく、pH調整のために反応系中に酸性物質を加えても良い。酸性物質としては、例えば、ブレンステッド酸、ルイス酸等が挙げられ、一種又は二種以上を用いることができる。ブレンステッド酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸等の鉱酸や、酢酸、安息香酸、蟻酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有機酸類;ゼオライト類、混合酸化物類等の無機酸類が好適である。ルイス酸としては、塩化アルミニウム、塩化第二鉄、塩化ホウ素化合物、塩化第二錫、フッ化アンチモン、塩化亜鉛、チタン化合物、ゼオライト類、複合酸化物等が好適である。また、無機及び/又は有機の酸性塩を用いることもできる。 The epoxidation reaction is preferably carried out in a neutral to acidic solution, and an acidic substance may be added to the reaction system for pH adjustment. Examples of the acidic substance include Bronsted acid and Lewis acid, and one kind or two or more kinds can be used. Examples of Bronsted acids include mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and boric acid, organic acids such as acetic acid, benzoic acid, formic acid, and trifluoromethanesulfonic acid; zeolites, mixed oxides, and the like. Inorganic acids are preferred. As the Lewis acid, aluminum chloride, ferric chloride, boron chloride compounds, stannic chloride, antimony fluoride, zinc chloride, titanium compounds, zeolites, composite oxides and the like are suitable. In addition, inorganic and / or organic acid salts can also be used.

上記エポキシ化反応において、相間移動触媒や界面活性剤を共存させることができる。また光照射下での反応を行うことも可能である。 In the epoxidation reaction, a phase transfer catalyst and a surfactant can coexist. It is also possible to carry out the reaction under light irradiation.

液相反応におけるエポキシ化反応の反応温度は、0℃以上が好ましく、より好ましくは15℃以上である。また100℃以下が好ましく、より好ましくは、80℃以下である。反応時間は、1分間以上、150時間以内が好ましい。より好ましくは、3分間以上、48時間以内である。反応圧力は、特に限定されないが、2.03MPa以下が好ましい。より好ましくは、1.02MPa以下であり、減圧下で反応を行うこともできる。 The reaction temperature of the epoxidation reaction in the liquid phase reaction is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher. Moreover, 100 degrees C or less is preferable, More preferably, it is 80 degrees C or less. The reaction time is preferably 1 minute or longer and 150 hours or shorter. More preferably, it is 3 minutes or more and 48 hours or less. The reaction pressure is not particularly limited, but is preferably 2.03 MPa or less. More preferably, it is 1.02 MPa or less, and the reaction can be carried out under reduced pressure.

本発明のペルオキソ錯体の用途としては、上述したように酸化触媒として用いられることが好ましい。一般的に、ペルオキソ錯体を適用することができる酸化反応であれば上記単核ペルオキソ錯体、上記複核ペルオキソ錯体ともに酸化触媒として適用することができる。
種々の酸化触媒の中でも、本発明のペルオキソ錯体は、上述したようにアルケンのエポキシ化反応触媒として用いられることが好ましい。エポキシ化反応は、工業有機化学における基本的な反応の一つであり、該エポキシ化反応によって得られるエポキシ化合物は、種々の工業化学用途において有用な化合物である。
As described above, the peroxo complex of the present invention is preferably used as an oxidation catalyst. In general, any mononuclear peroxo complex or binuclear peroxo complex can be applied as an oxidation catalyst as long as it is an oxidation reaction to which a peroxo complex can be applied.
Among various oxidation catalysts, the peroxo complex of the present invention is preferably used as an alkene epoxidation reaction catalyst as described above. The epoxidation reaction is one of basic reactions in industrial organic chemistry, and the epoxy compound obtained by the epoxidation reaction is a useful compound in various industrial chemical applications.

例えば、エポキシ化合物を中間化合物とする工業製品の製造例としては、エチレンオキシドをエチレングリコールやポリエチレングリコールに変換することが行われており、また、プロピレンオキシドによりアルコールをアルコキシレート化してポリプロピレンポリエーテル等のポリエーテルポリオール類が形成されている。このように製造された工業製品は、ポリウレタン及び合成エラストマー類の製造において多量に消費されている。またエポキシ化合物は、溶剤や界面活性剤の原料として重要な工業製品の一つであるプロピレングリコール、ジプロピレングリコール等のアルキレングリコール類やアルカノールアミン類の製造における重要な中間体でもある。更に、分子内にエポキシ基以外の官能基を有する化合物は、それら官能基の反応性を活かして種々の誘導体を合成できる中間体として利用でき、例えばアリルアルコールの二重結合がエポキシ化されたグリシドールは、グリシジルエーテル、グリシジルエステル、グリセリンエーテル、グリセリンエステル、ジヒドロキシプロピルアミン等、医薬品及びその中間体、塗料、接着剤、半導体用UV硬化剤等の原料として有用な化合物である。 For example, as an example of production of an industrial product having an epoxy compound as an intermediate compound, ethylene oxide is converted to ethylene glycol or polyethylene glycol, and alcohol is alkoxylated with propylene oxide to produce polypropylene polyether or the like. Polyether polyols are formed. Industrial products produced in this way are consumed in large quantities in the production of polyurethanes and synthetic elastomers. Epoxy compounds are also important intermediates in the production of alkylene glycols and alkanolamines such as propylene glycol and dipropylene glycol, which are one of important industrial products as a raw material for solvents and surfactants. Furthermore, a compound having a functional group other than an epoxy group in the molecule can be used as an intermediate capable of synthesizing various derivatives utilizing the reactivity of these functional groups, for example, glycidol in which the double bond of allyl alcohol is epoxidized. Is a compound useful as a raw material for pharmaceuticals and intermediates thereof, paints, adhesives, semiconductor UV curing agents, and the like, such as glycidyl ether, glycidyl ester, glycerin ether, glycerin ester, and dihydroxypropylamine.

本発明では、新規な単核ペルオキソ錯体及び複核ペルオキソ錯体を得た。当該ペルオキソ錯体は、ヘテロ原子や有機配位子、特殊な元素を有さずに酸化反応に高い活性を示し、酸化触媒として、特に、アルケン等の不飽和結合含有化合物のエポキシ化反応触媒として好適に用いることができる。 In the present invention, novel mononuclear peroxo complexes and binuclear peroxo complexes were obtained. The peroxo complex exhibits high activity in oxidation reactions without having heteroatoms, organic ligands, and special elements, and is suitable as an oxidation catalyst, particularly as an epoxidation reaction catalyst for unsaturated bond-containing compounds such as alkenes. Can be used.

本発明の単核ペルオキソ錯体の好ましい形態の立体構造(アニオン構造)を示す図である。It is a figure which shows the stereostructure (anion structure) of the preferable form of the mononuclear peroxo complex of this invention. 本発明の複核ペルオキソ錯体の好ましい形態の立体構造(アニオン構造)を示す図である。It is a figure which shows the stereostructure (anion structure) of the preferable form of the binuclear peroxo complex of this invention. 中心原子をタングステンとした単核ペルオキソ錯体の好ましい形態の立体構造(アニオン構造)を示す図である。It is a figure which shows the stereostructure (anion structure) of the preferable form of the mononuclear peroxo complex which made the central atom tungsten. 中心原子をタングステンとした複核ペルオキソ錯体の好ましい形態の立体構造(アニオン構造)を示す図である。It is a figure which shows the stereostructure (anion structure) of the preferable form of the binuclear peroxo complex which made the central atom tungsten. 化合物(I)及び化合物(II)のIRスペクトル(それぞれ(a)、(b))を示す図である。It is a figure which shows IR spectrum ((a), (b), respectively) of compound (I) and compound (II). 化合物(I)及び化合物(II)のラマンスペクトル(それぞれ(a)、(b))を示す図である。It is a figure which shows the Raman spectrum ((a), (b), respectively) of compound (I) and compound (II). 化合物(II)の反応速度を示すグラフである。It is a graph which shows the reaction rate of compound (II). シクロオクテンのエポキシ化反応のTOFを示すグラフである。It is a graph which shows TOF of the epoxidation reaction of cyclooctene. TOFと183W−NMRの化学シフトとの相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with TOF and the chemical shift of 183 W-NMR. 化合物(I)及び化合物(II)の183W−NMRスペクトル(それぞれ(a)、(b))を示す図である。It is a figure which shows 183 W-NMR spectrum ((a), (b), respectively) of compound (I) and compound (II). 化合物(I)のポジティブイオンCSI−MSスペクトル(上部)及び計算されたパターン(下部)を示す図である。It is a figure which shows the positive ion CSI-MS spectrum (upper part) and the calculated pattern (lower part) of compound (I).

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、「TPA」は「テトラ−n−プロピルアンモニウム」を意味する。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. “TPA” means “tetra-n-propylammonium”.

(実施例1)(TPA)[WO(O(HO)Cl](I)の合成
タングステン酸(HWO、1.7mmol)と12M塩酸(20mmol)を15%過酸化水素水(42mmol)に加え、この過酸化水素溶液に、テトラ−n−プロピルアンモニウムクロライド(TPA・Cl、30mmol)を加えて粗生成物を得た。そのアセトニトリル溶液へ0℃でエーテルを蒸気拡散させることで、化合物(I)を合成した。
化合物(I)と過酸化水素を含むアセトニトリル溶液へエーテルを加え、更にエーテル蒸気を拡散させることにより、X線構造解析に適した無色四角板状結晶を得た。化合物(I)のアニオン構造を図3に示した。アニオンは7配位のpentagonal bipyramidal構造を有しており、2つのペルオキソ配位子とCl配位子がエクアトリアル位に位置している。アキシアル位に位置するO1、O6のBVS値はそれぞれ0.28、1.90であり、それぞれアコ、オキソと推定した。
元素分析から、化合物(I)にはClが存在し、TPA:W:Cl=1:1:1であった。ペルオキソ配位子に帰属されるバンドが、IRスペクトル(851、837、643、554cm−1)及びラマンスペクトル(860、648、563cm−1)に確認できた(図5及び図6の(a))。アコ配位子のν(O−H)に由来するIR吸収バンドが3636cm−1に確認された。ν(W−Cl)に帰属されるバンドがIRスペクトル、ラマンスペクトルでそれぞれ336cm−1、319cm−1に確認された。これらの結果は結晶構造と一致した。
化合物(I)によるトリフェニルホスフィンの量論酸化反応では、2当量のトリフェニルホスフィンオキシドが生成し、化合物(I)に2当量のペルオキソが存在することと一致した。
化合物(I)の183W−NMRスペクトルでは−407.3ppm(Δν1/2=4.4Hz)に単一シグナルが確認できた(図10の(a))。また、ポジティブイオンCSI−MSスペクトルでは、[(TPA)WO(OCl]が確認でき、溶存状態で安定であった(図11)。
化合物(I)の結晶データを表1に示す。その他、分析結果を以下に示す。UV/Vis(CHCN) λmax(ε)269.0nm(1270(mol of W)−1dmcm−1); IR(KCl):3636、1174,1039,975,875,851,837,755,643,554,336,323cm−1; ラマン:v=1146,1133,1046,985,944,930,881,860,783,762,648,621,563,378,319cm−1; MS(+)(CSI,CHCN):m/z:672 [(TPA)WO(OCl]; 元素分析 calcd(%)for C1230Cl((TPA)[WO(O(HO)Cl]): C28.62,H6.00,N2.78,Cl7.04,W36.50; found:C28.54,H6.10,N2.79,Cl7.17,W36.74。
Example 1 Synthesis of (TPA) [WO (O 2 ) 2 (H 2 O) Cl] (I) Tungstic acid (H 2 WO 4 , 1.7 mmol) and 12M hydrochloric acid (20 mmol) were peroxidized to 15%. In addition to hydrogen water (42 mmol), tetra-n-propylammonium chloride (TPA · Cl, 30 mmol) was added to the hydrogen peroxide solution to obtain a crude product. Compound (I) was synthesized by vapor diffusion of ether into the acetonitrile solution at 0 ° C.
Ether was added to an acetonitrile solution containing compound (I) and hydrogen peroxide, and ether vapor was further diffused to obtain colorless square plate crystals suitable for X-ray structural analysis. The anion structure of compound (I) is shown in FIG. The anion has a seven-coordinate pentagonal bipyramidal structure, and two peroxo ligands and a Cl ligand are located in the equatorial position. The BVS values of O1 and O6 located in the axial position were 0.28 and 1.90, respectively, and were estimated to be aco and oxo, respectively.
From elemental analysis, Cl was present in Compound (I), and TPA: W: Cl = 1: 1: 1. Bands attributed to the peroxo ligand were confirmed in the IR spectrum (851, 837, 643, 554 cm −1 ) and the Raman spectrum (860, 648, 563 cm −1 ) ((a) of FIG. 5 and FIG. 6). ). An IR absorption band derived from ν (O—H) of the acoligand was confirmed at 3636 cm −1 . Bands belonging to ν (W—Cl) were confirmed at 336 cm −1 and 319 cm −1 in the IR spectrum and the Raman spectrum, respectively. These results were consistent with the crystal structure.
In the stoichiometric oxidation reaction of triphenylphosphine with compound (I), 2 equivalents of triphenylphosphine oxide were formed, which was consistent with the presence of 2 equivalents of peroxo in compound (I).
In the 183 W-NMR spectrum of the compound (I), a single signal could be confirmed at −407.3 ppm (Δν 1/2 = 4.4 Hz) ((a) in FIG. 10). Further, in the positive ion CSI-MS spectrum, [(TPA) 2 WO (O 2 ) 2 Cl] + was confirmed, and it was stable in a dissolved state (FIG. 11).
Table 1 shows crystal data of the compound (I). In addition, the analysis results are shown below. UV / Vis (CH 3 CN) λ max (ε) 269.0 nm (1270 (mol of W) −1 dm 3 cm −1 ); IR (KCl): 3636, 1174, 1039, 975, 875, 851, 837 , 755, 643, 554, 336, 323 cm −1 ; Raman: v = 1146, 1133, 1046, 985, 944, 930, 881, 860, 783, 762, 648, 621, 563, 378, 319 cm −1 ; MS (+) (CSI, CH 3 CN): m / z: 672 [(TPA) 2 WO (O 2 ) 2 Cl]; Elemental analysis calcd (%) for C 12 H 30 Cl 1 N 1 O 6 W 1 ( (TPA) [WO (O 2 ) 2 (H 2 O) Cl]): C28.62, H6.00, N2.78, Cl7.04, W36.50; ound: C28.54, H6.10, N2.79, Cl7.17, W36.74.

(実施例2)(TPA)H[{WO(O(μ−O)](II)の合成
アセトニトリル(5mL)に30%過酸化水素水(0.5mL)を加え、この過酸化水素水溶液の混合液中で、上記実施例1で得られた化合物(I)(1.0mmol)と硝酸銀(1.0mmol)を反応させた。当該反応液に、エーテルを混合後、更にエーテルを蒸気拡散させることにより、X線構造解析に適した無色四角板状結晶の化合物(II)を得た。
化合物(II)のアニオン(図4)は2つの[{WO(O(μ−O)]2−ユニットから構成されている。二核ペルオキソタングステート[{WO(O(μ−O)]2−及び[{WO(O(μ−O)]2−ではユニット内でペルオキソがタングステンを架橋している。それとは異なり、化合物(II)では、ペルオキソがユニット間でタングステンを架橋している。結晶構造中にTPAは3つ確認でき、元素分析もTPA:W=3:4であったことから、分子式は(TPA)H[{WO(O(μ−O)]と推定した。O21、O22のBVS値はそれぞれ1.77、1.55となったことから、O21とO22の間にHが存在し、水素結合していると考えられた。また、化合物(II)のアニオン構造(O21とO22の間にHが存在する構造[{WO(O(μ−O)H]3−(A)とO21とO22の間にHが存在しない構造[{WO(O(μ−O)4−(B))の量子計算を行ったところ、Aの計算構造は実験値とよく一致し、結合長の誤差は0.072Å以内であったが、Bの場合の結合長の誤差は0.121Å以内であった。W1−O21−W3、W2−O22−W4の結合角の誤差は、Aの場合は1.90°以内であったが、Bの場合の誤差は16.48°以内であった。これらの結果は、O21とO22の間に水素が存在していることを支持した。(表4〜6)
ペルオキソ配位子に帰属されるバンドが、IRスペクトル(844、573、511cm−1)及びラマンスペクトル(859、580、526cm−1)に確認された(図5と図6の(b))。化合物(II)によりトリフェニルホスフィンを量論酸化すると、トリフェニルホスフィンオキシドが8当量生成した。これは分子内に8当量のペルオキソが存在することと一致した。また、化合物(II)の183W−NMRでは1本のシグナルが−565.6ppm(Δν1/2=1.6Hz)に現れ、溶存状態でタングステン4核構造が保持されていることが示唆された。
化合物(II)の結晶データを表1に示す。その他、分析結果を以下に示す。UV/Vis(CHCN)λmax(ε)269.0nm(1270(mol of W)−1dmcm−1); IR(KCl):1038,981,967,844,755,707,670,642,585,573,511,377cm−1; ラマン:v=1136,1105,1036,973,859,580,526,309cm−1; 元素分析 calcd(%)for C368522((TPA)H[{WO(O(μ−O)]): C26.25,H5.20,N2.55,W44.64; found:C26.01,H5.31,N2.53,Cl7.17,W44.45。
本化合物はまた、下記の工程で合成することも可能である。
WO(4mmol)を30%過酸化水素水(4mL)に加え、90分間室温で攪拌した。1MのTPAOH溶液(4mL)を加えて攪拌し、得られた固体を濾過した。濾液を2mL程度にまで、減圧下室温で濃縮し、この溶液をジエチルエーテル/イソプロパノール=80/20(mL/mL)に一滴ずつ加えて、得られた固体を濾過してジエチルエーテルで洗浄した。この固体(50mg)をアセトニトリル(0.8mL)に溶かし、293Kで更にエーテル蒸気を拡散させることにより(TPA)[{WO(O(μ−O)]を得た。(TPA)[{WO(O(μ−O)](58μmol)と70%硝酸(100μmol)を、アセトニトリル(0.5mL)に30%過酸化水素水(0.05mL)を溶かした溶液に溶かした。ジエチルエーテル(0.5mL)を加え、277Kで更にエーテル蒸気を拡散させることにより無色四角板状結晶の化合物(II)を得た。
Example 2 Synthesis of (TPA) 3 H [{WO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 ] (II) 30% hydrogen peroxide (0.5 mL) was added to acetonitrile (5 mL). In the mixed solution of the hydrogen peroxide solution, the compound (I) (1.0 mmol) obtained in Example 1 and silver nitrate (1.0 mmol) were reacted. After mixing ether with the reaction solution, vapor diffusion of ether was further performed to obtain a colorless square plate crystal compound (II) suitable for X-ray structural analysis.
The anion (FIG. 4) of compound (II) is composed of two [{WO (O 2 ) 2 } 2 (μ-O)] 2- units. Binuclear peroxotungstate [{WO (O 2 ) 2 } 2 (μ-O)] 2- and [{WO (O 2 ) 2 } 2 (μ-O 2 )] 2- Are cross-linked. In contrast, in compound (II), peroxo bridges tungsten between units. Since three TPAs were confirmed in the crystal structure and elemental analysis was also TPA: W = 3: 4, the molecular formula was (TPA) 3 H [{WO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 It was estimated. Since the BVS values of O21 and O22 were 1.77 and 1.55, respectively, it was considered that H + existed between O21 and O22 and was hydrogen-bonded. In addition, the anion structure of compound (II) (a structure in which H + is present between O21 and O22 [{WO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 H] 3− (A), O21 and O22 When a quantum calculation of a structure [{WO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 ] 4− (B)) in which H + does not exist in between is performed, the calculation structure of A agrees well with the experimental value. The error in the bond length was within 0.072 mm, but the error in the bond length in the case of B was within 0.121 mm. The error of the bond angles of W1-O21-W3 and W2-O22-W4 was within 1.90 ° in the case of A, but was within 16.48 ° in the case of B. These results supported the presence of hydrogen between O21 and O22. (Tables 4-6)
Bands attributed to the peroxo ligand were confirmed in the IR spectrum (844, 573, 511 cm −1 ) and the Raman spectrum (859, 580, 526 cm −1 ) (FIG. 5 and FIG. 6B). Stoichiometric oxidation of triphenylphosphine with compound (II) yielded 8 equivalents of triphenylphosphine oxide. This was consistent with the presence of 8 equivalents of peroxo in the molecule. Further, in the 183 W-NMR of the compound (II), one signal appears at −565.6 ppm (Δν 1/2 = 1.6 Hz), suggesting that the tungsten 4 nucleus structure is retained in the dissolved state. It was.
Table 1 shows crystal data of the compound (II). In addition, the analysis results are shown below. UV / Vis (CH 3 CN) λ max (ε) 269.0 nm (1270 (mol of W) −1 dm 3 cm −1 ); IR (KCl): 1038, 981, 967, 844, 755, 707, 670 , 642, 585, 573, 511, 377 cm −1 ; Raman: v = 1136, 1105, 1036, 973, 859, 580, 526, 309 cm −1 ; elemental analysis calcd (%) for C 36 H 85 N 3 O 22 W 4 ((TPA) 3 H [{WO (O 2) 2} 4 (μ-O) 2]): C26.25, H5.20, N2.55, W44.64; found: C26.01, H5 .31, N2.53, Cl 7.17, W44.45.
This compound can also be synthesized by the following steps.
H 2 WO 4 (4 mmol) was added to 30% aqueous hydrogen peroxide (4 mL) and stirred at room temperature for 90 minutes. 1M TPAOH solution (4 mL) was added and stirred, and the resulting solid was filtered. The filtrate was concentrated to about 2 mL at room temperature under reduced pressure, this solution was added dropwise to diethyl ether / isopropanol = 80/20 (mL / mL), and the resulting solid was filtered and washed with diethyl ether. This solid (50 mg) was dissolved in acetonitrile (0.8 mL), and ether vapor was further diffused at 293 K to obtain (TPA) 2 [{WO (O 2 ) 2 } 2 (μ-O)]. (TPA) 2 [{WO (O 2 ) 2 } 2 (μ-O)] (58 μmol) and 70% nitric acid (100 μmol) in acetonitrile (0.5 mL) and 30% hydrogen peroxide (0.05 mL) Was dissolved in a dissolved solution. Diethyl ether (0.5 mL) was added, and ether vapor was further diffused at 277 K to obtain colorless square plate crystal compound (II).

(実施例3)エポキシ化
以下のようにして化合物(I)及び化合物(II)の触媒活性を調べた。過酸化水素を酸化剤として化合物(I)を用いてシクロオクテンをエポキシ化したところ、反応はかなりゆっくり進行した。化合物(II)を触媒とした場合にはシクロオクテンは効率的に酸化され、30分で対応するエポキシドが収率98%で得られた(図7)。過酸化水素を酸化剤としたシクロオクテンのエポキシ化反応を行った。量論条件(基質:過酸化水素=1:1)で化合物(II)を用いてシクロオクテンを酸化しても、高収率で対応するエポキシドが得られた(収率86%、反応時間4時間)。
また、検討した種々の溶媒の中ではアセトニトリルが最良であった。
Example 3 Epoxidation The catalytic activities of Compound (I) and Compound (II) were examined as follows. When cyclooctene was epoxidized using Compound (I) with hydrogen peroxide as an oxidizing agent, the reaction proceeded fairly slowly. When compound (II) was used as a catalyst, cyclooctene was efficiently oxidized, and the corresponding epoxide was obtained in 98% yield in 30 minutes (FIG. 7). The epoxidation reaction of cyclooctene using hydrogen peroxide as an oxidizing agent was performed. Even when cyclooctene was oxidized using compound (II) under stoichiometric conditions (substrate: hydrogen peroxide = 1: 1), the corresponding epoxide was obtained in high yield (yield 86%, reaction time 4). time).
Of the various solvents studied, acetonitrile was the best.

(実施例4)
化合物(II)を触媒として用い、以下のようにして、過酸化水素による酸化反応の基質適用性を調べた(表3)。反応は室温で効率的に進行し、環状及び内部アルケンが、対応するエポキシドへ高収率・高選択的に酸化された(表3、エントリー1−8)。分子内に2つのC=C結合をもつジシクロペンタジエンも効率的に酸化され、対応するジエポキシドが高収率・高選択的に得られた。化合物(II)は過剰量のエーテルの添加により回収が可能であった。回収した化合物(II)は大きな活性の低下なく再利用が可能であった。(化合物(II)(20μmol)、シクロオクテン(4mmol)、30%過酸化水素(4mmol)、アセトニトリル(24mL)、6時間の条件で、生成物:収率92%、再利用(1回目):収率88%であった。)
スルフィドも対応するスルホキシドへ選択的に酸化された(エントリー10、11)。2級アミンを2当量の過酸化水素を用いて酸化すると対応するニトロンが高収率・高選択的に得られた(エントリー12)。アニリンを2当量の過酸化水素を用いて酸化すると対応するニトロソベンゼンが高収率・高選択的に得られた(エントリー13)。過剰酸化生成物であるニトロベンゼンはほとんど生成しなかった。トリエチルシランも効率的に対応するシラノールへ酸化された(エントリー14)。
20mmolのシクロオクテンも化合物(II)により効率的に酸化され、対応するエポキシドを収率86%で与えた。このときのTON(ターンオーバー数)は1720に達した。この値は、[(n−C13N][{WO(O(μ−O)](600)、NaWO/NHCHPO/[CH(n−C17N]HSO(490)、PW1240/C(CHSiO/SiO(648)等の触媒システムの値よりもかなり大きい。NaWO/HWO/CH(n−C17NCl/ClCHCOOH(1800)及び[WO(O)(CPHA)]/NaHCO(7200;CPHA=N−cinnamyl−N−phenylhydroxamate)の値には及ばないが、これらは有毒な酸や多量の塩基の添加が必要である。
Example 4
Using compound (II) as a catalyst, the substrate applicability of the oxidation reaction with hydrogen peroxide was examined as follows (Table 3). The reaction proceeded efficiently at room temperature, and cyclic and internal alkenes were oxidized to the corresponding epoxides in high yield and high selectivity (Table 3, entries 1-8). Dicyclopentadiene having two C═C bonds in the molecule was also efficiently oxidized, and the corresponding diepoxide was obtained with high yield and high selectivity. Compound (II) could be recovered by adding an excess amount of ether. The recovered compound (II) could be reused without a significant decrease in activity. (Compound (II) (20 μmol), cyclooctene (4 mmol), 30% hydrogen peroxide (4 mmol), acetonitrile (24 mL) under conditions of 6 hours, product: yield 92%, reuse (first time): Yield was 88%.)
The sulfide was also selectively oxidized to the corresponding sulfoxide (entries 10, 11). Oxidation of secondary amines with 2 equivalents of hydrogen peroxide gave the corresponding nitrones in high yield and high selectivity (entry 12). Oxidation of aniline with 2 equivalents of hydrogen peroxide gave the corresponding nitrosobenzene in high yield and high selectivity (entry 13). The excess oxidation product, nitrobenzene, was hardly formed. Triethylsilane was also efficiently oxidized to the corresponding silanol (entry 14).
20 mmol of cyclooctene was also efficiently oxidized by compound (II) to give the corresponding epoxide in 86% yield. At this time, TON (turnover number) reached 1720. This value is, [(n-C 6 H 13) 4 N] 2 [{WO (O 2) 2} 2 (μ-O)] (600), Na 2 WO 4 / NH 2 CH 2 PO 3 H 2 / [CH 3 (n-C 8 H 17) 3 n] HSO 4 (490), PW 12 O 40 / C 3 n 2 H 3 (CH 2) 3 SiO 3 / SiO 2 (648) or the like of the catalyst system of It is much larger than the value. Na 2 WO 4 / H 2 WO 4 / CH 3 (n-C 8 H 17) 3 NCl / ClCH 2 COOH (1800) and [WO (O 2) (CPHA ) 2] / NaHCO 3 (7200; CPHA = N Although it does not reach the value of -cinnamyl-N-phenylhydroxamate), these require the addition of a toxic acid or a large amount of base.

(実施例5)
上記実施例2で得られた触媒系の反応速度を調べた。反応速度は化合物(II)、シクロオクテンの濃度に一次に依存し、過酸化水素の濃度には依存しなかった(図7)。これらの結果から、化合物(II)が活性種であり、化合物(II)と基質との反応が律速であることが明らかとなった。
化合物(II)によるシクロオクテンのエポキシ化反応は効率的に進行し、初期TOF(ターンオーバー頻度)は314(時間)−1に達した。この値は[ZO{WO(On−(Z=P、As)、[RR’ZO{WO(On−(Z=P,Se,As等)、[{WO(O(μ−O)]触媒の中で最大である(図8)。これらの触媒の活性は183W−NMRの化学シフトと相関があることが明らかとなっている。化合物(II)についても同様の傾向が確認された(図9)。量子計算で電子密度を比較した。O4のNOBチャージは化合物(II)が最も大きい。これは化合物(II)が強い求電子性を持っていることを示した。
(Example 5)
The reaction rate of the catalyst system obtained in Example 2 was examined. The reaction rate was linearly dependent on the concentrations of Compound (II) and cyclooctene, and was not dependent on the concentration of hydrogen peroxide (FIG. 7). From these results, it became clear that the compound (II) is an active species, and the reaction between the compound (II) and the substrate is rate-limiting.
The epoxidation reaction of cyclooctene by compound (II) proceeded efficiently, and the initial TOF (turnover frequency) reached 314 (hours) −1 . This value is [ZO 4 {WO (O 2 ) 2 } 4 ] n- (Z = P, As), [RR′ZO 4 {WO (O 2 ) 2 } 2 ] n- (Z = P, Se, As), [{WO (O 2 ) 2 } 2 (μ-O)] is the largest among the catalysts (FIG. 8). The activity of these catalysts has been shown to correlate with the chemical shift of 183 W-NMR. The same tendency was confirmed also about compound (II) (FIG. 9). The electron density was compared by quantum calculation. Compound (II) has the largest NO4 charge of O4. This indicated that Compound (II) has a strong electrophilicity.

なお、図7〜図11の具体的な説明を以下に示す。
図7:(a)化合物(II)、(b)シクロオクテン、(c)過酸化水素の濃度に対する反応速度の依存を示す。(a)の反応条件:化合物(II)(0.23−1.44mM)、シクロオクテン(0.14M)、過酸化水素(0.14M)、水(0.56M)、アセトニトリル(7mL)、305K、スロープ=1.02(R=0.99)。(b)の反応条件:化合物(II)(0.36mM)、シクロオクテン(0.04−0.43M)、過酸化水素(0.14M)、水(0.56M)、アセトニトリル(7mL)、305K、スロープ=1.11(R=0.99)。(c)の反応条件:化合物(II)(0.36mM)、シクロオクテン(0.14M)、過酸化水素(0.04−0.43M)、水(0.56M)、アセトニトリル(7mL)、305K。
A specific description of FIGS. 7 to 11 will be given below.
FIG. 7 shows the dependence of the reaction rate on the concentrations of (a) compound (II), (b) cyclooctene, and (c) hydrogen peroxide. Reaction conditions for (a): Compound (II) (0.23-1.44 mM), cyclooctene (0.14 M), hydrogen peroxide (0.14 M), water (0.56 M), acetonitrile (7 mL), 305K, slope = 1.02 (R 2 = 0.99). Reaction conditions for (b): Compound (II) (0.36 mM), cyclooctene (0.04-0.43 M), hydrogen peroxide (0.14 M), water (0.56 M), acetonitrile (7 mL), 305K, slope = 1.11 (R 2 = 0.99). Reaction conditions for (c): Compound (II) (0.36 mM), cyclooctene (0.14 M), hydrogen peroxide (0.04-0.43 M), water (0.56 M), acetonitrile (7 mL), 305K.

図8:過酸化水素を用いた、シクロオクテンのエポキシ化反応における様々な触媒のTOFを示す。反応条件:触媒(W:1mol%)、シクロオクテン(5mmol)、30%過酸化水素(1mmol)、アセトニトリル(6mL)、305K。過酸化水素の低濃度(≦10%)での反応からTOFを測定した。ペルオキソタングステートの略号は以下のとおり。SeW2:(TBA)[SeO{WO(O]、AsW4:(THA)[AsO{WO(O]、SW2:(TBA)[SO{WO(O]、PW4:(THA)[PO{WO(O]、AsW2:(TBA)[HAsO{WO(O}]、PW2:(TBA)[HPO{WO(O]、W2:(TBA)[{WO(O(μ−O)]、SiW2:(TBA)[PhSiO{WO(O]。 FIG. 8 shows the TOF of various catalysts in the epoxidation reaction of cyclooctene using hydrogen peroxide. Reaction conditions: catalyst (W: 1 mol%), cyclooctene (5 mmol), 30% hydrogen peroxide (1 mmol), acetonitrile (6 mL), 305K. TOF was measured from the reaction at a low concentration of hydrogen peroxide (≦ 10%). The abbreviations of peroxotungstate are as follows. SeW2: (TBA) 2 [SeO 2 {WO (O 2 ) 2 } 2 ], AsW4: (THA) 3 [AsO 4 {WO (O 2 ) 2 } 4 ], SW2: (TBA) 2 [SO 4 { WO (O 2 ) 2 } 2 ], PW4: (THA) 3 [PO 4 {WO (O 2 ) 2 } 4 ], AsW2: (TBA) 2 [HAsO 4 {WO (O 2 ) 2 }], PW 2 : (TBA) 2 [HPO 4 {WO (O 2 ) 2 } 2 ], W2: (TBA) 2 [{WO (O 2 ) 2 } 2 (μ-O)], SiW 2 : (TBA) 2 [Ph 2 SiO 2 {WO (O 2 ) 2} 2].

図9:TOFと183W−NMRの化学シフトとの相関を示す。反応条件は、図8と同じ。
図10:(a)化合物(I)(0.57M、CHCN中、298K)及び(b)化合物(II)(0.061M、CDCN中、253K)の183W−NMRスペクトルを示す。
図11:化合物(I)のポジティブイオンCSI−MSスペクトル(CHCN;m/z=500−1500)を示す。化合物(I)(上部)及び[(TPA)WO(O)Cl]の計算されたパターン(下部)のポジティブイオンCSI−MSスペクトル(m/z=660−690)。
FIG. 9 shows the correlation between TOF and 183 W-NMR chemical shift. The reaction conditions are the same as in FIG.
FIG. 10 shows 183 W-NMR spectra of (a) compound (I) (0.57 M, in CH 3 CN, 298 K) and (b) compound (II) (0.061 M, in CD 3 CN, 253 K). .
FIG. 11 shows a positive ion CSI-MS spectrum (CH 3 CN; m / z = 500-1500) of compound (I). Positive ion CSI-MS spectrum (m / z = 660-690) of the calculated pattern (bottom) of compound (I) (top) and [(TPA) 2 WO (O 2 ) Cl] + .

また、各表は以下のものを示す。
表1:化合物(I)と(II)の結晶データ
表2:化合物(I)と(II)における各結合長さ(オングストローム)と角度(°)
表3:化合物(II)を触媒とし、過酸化水素を用いた、様々なアルケンとアミンの酸化
表4:化合物(II)における計算構造と結晶構造の結合長さ(オングストローム)
表5:計算構造のデカルト座標、[{WO(O(μ−O)H]3−
表6:計算構造のデカルト座標、[{WO(O(μ−O)4−
Each table shows the following.
Table 1: Crystal data of compounds (I) and (II) Table 2: Bond lengths (angstroms) and angles (°) of compounds (I) and (II)
Table 3: Oxidation of various alkenes and amines using compound (II) as a catalyst and hydrogen peroxide Table 4: Bond length of calculated structure and crystal structure (angstrom) in compound (II)
Table 5: Cartesian coordinates of the calculated structure, [{WO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 H] 3-
Table 6: Cartesian coordinates of the calculated structure, [{WO (O 2 ) 2 } 4 (μ-O) 2 ] 4−

Figure 0005801727
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表3における各注釈等は以下のとおり。
反応条件:化合物(II)(2.5μmol)、基質(1mmol)、30%過酸化水素(1mmol)、アセトニトリル(6mL)、大気中
[b]:化合物(II)(10μmol)、30%過酸化水素(1.5mmol)
[c]:化合物(II)(5μmol)、30%過酸化水素(1.5mmol)
[d]:化合物(II)(10μmol)
[e]:化合物(II)(20μmol)、30%過酸化水素(1.5mmol)
[f]:化合物(II)(10μmol)、基質(0.5mmol)、30%過酸化水素(1.5mmol)
[g]:化合物(II)(5μmol)、30%過酸化水素(2mmol)
[h]:化合物(II)(20μmol)、基質(5mmol)
[i]:化合物(II)(5μmol)
[j]:化合物(II)(0.6μmol)
Each comment in Table 3 is as follows.
Reaction conditions: Compound (II) (2.5 μmol), substrate (1 mmol), 30% hydrogen peroxide (1 mmol), acetonitrile (6 mL), air [b]: Compound (II) (10 μmol), 30% peroxidation Hydrogen (1.5 mmol)
[C]: Compound (II) (5 μmol), 30% hydrogen peroxide (1.5 mmol)
[D]: Compound (II) (10 μmol)
[E]: Compound (II) (20 μmol), 30% hydrogen peroxide (1.5 mmol)
[F]: Compound (II) (10 μmol), substrate (0.5 mmol), 30% hydrogen peroxide (1.5 mmol)
[G]: Compound (II) (5 μmol), 30% hydrogen peroxide (2 mmol)
[H]: Compound (II) (20 μmol), substrate (5 mmol)
[I]: Compound (II) (5 μmol)
[J]: Compound (II) (0.6 μmol)

Figure 0005801727
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上記実施例において、新規な単核ペルオキソ錯体及び複核ペルオキソ錯体を得た。また、当該単核ペルオキソ錯体及び複核ペルオキソ錯体ともに、アルケンのエポキシ化反応等において高い触媒活性を有することが示され、特に複核ペルオキソ錯体がより優れた触媒活性を有することが示された。
なお、上記実施例においては、中心原子がタングステンの形態において実証されているが、第5族及び第6族に属する遷移金属元素から選ばれる場合であれば、これら同族又は近似・隣接した族に属する元素であれば、同様の触媒作用を発揮しうる。すなわち、第5族及び第6族に属する遷移金属元素を中心原子とするペルオキソ錯体とすることにより、該錯体がアルケンのエポキシ化反応に高い触媒活性を示すことになる作用機序は、本発明のペルオキソ錯体を用いた場合にはすべて同様である。
したがって、上記実施例の結果から、本発明の技術的範囲全般において、また、本明細書において開示した種々の形態において本発明が適用でき、有利な作用効果を発揮することができるといえる。
In the above examples, novel mononuclear peroxo complexes and binuclear peroxo complexes were obtained. In addition, both the mononuclear peroxo complex and the binuclear peroxo complex were shown to have high catalytic activity in the alkene epoxidation reaction and the like, and in particular, the binuclear peroxo complex was shown to have superior catalytic activity.
In the above examples, the central atom has been demonstrated in the form of tungsten. However, if selected from transition metal elements belonging to Group 5 and Group 6, they are in the same or similar / adjacent groups. If it is an element to which it belongs, the same catalytic action can be exhibited. That is, by using a peroxo complex having a transition metal element belonging to Group 5 and Group 6 as a central atom, the mechanism of action of the complex exhibiting high catalytic activity in the alkene epoxidation reaction is the present invention. This is the same in all cases where the peroxo complexes of are used.
Therefore, it can be said from the results of the above-described embodiments that the present invention can be applied in the entire technical scope of the present invention and in various forms disclosed in the present specification, and can exhibit advantageous effects.

Claims (8)

中心原子にペルオキソ基が配位してなるペルオキソ錯体であって、
該中心原子は、周期律表の第5族及び第6族から選択される少なくとも1種の遷移金属元素であり、
該ペルオキソ錯体は、1個の中心原子からなる単核ペルオキソ錯体であり、複数のペルオキソ基が二座配位子として中心原子に配位した構造を有し、更に、ハロゲン原子が中心原子に配位した構造を有する
ことを特徴とするペルオキソ錯体。
A peroxo complex in which a peroxo group is coordinated to a central atom,
The central atom is at least one transition metal element selected from Group 5 and Group 6 of the Periodic Table;
The peroxo complex is a mononuclear peroxo complex composed of one central atom, has a structure in which a plurality of peroxo groups are coordinated to the central atom as a bidentate ligand, and a halogen atom is coordinated to the central atom. A peroxo complex having a coordinated structure.
中心原子にペルオキソ基が配位してなるペルオキソ錯体であって、
該中心原子は、周期律表の第5族及び第6族から選択される少なくとも1種の遷移金属元素であり、
該ペルオキソ錯体は、複数の中心原子からなる複核ペルオキソ錯体であり、複数のペルオキソ基が二座配位子として中心原子に配位した構造を有し、かつ、ペルオキソ基の酸素原子の一つが他の中心原子に配位し、更に、酸素原子のみによって中心原子どうしが結合した構造を有する
ことを特徴とするペルオキソ錯体。
A peroxo complex in which a peroxo group is coordinated to a central atom,
The central atom is at least one transition metal element selected from Group 5 and Group 6 of the Periodic Table;
The peroxo complex is a binuclear peroxo complex composed of a plurality of central atoms, has a structure in which a plurality of peroxo groups are coordinated to the central atom as a bidentate ligand, and one of the oxygen atoms of the peroxo group is the other. A peroxo complex having a structure in which central atoms are bonded to each other only by oxygen atoms.
前記中心原子は、タングステン及び/又はモリブデンであることを特徴とする請求項1又は2に記載のペルオキソ錯体。 The peroxo complex according to claim 1 or 2, wherein the central atom is tungsten and / or molybdenum. 前記中心原子は、タングステンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のペルオキソ錯体。 The peroxo complex according to claim 1, wherein the central atom is tungsten. 前記ペルオキソ錯体は、酸化触媒として用いられることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のペルオキソ錯体。 The peroxo complex according to any one of claims 1 to 4, wherein the peroxo complex is used as an oxidation catalyst. 前記ペルオキソ錯体は、アルケンのエポキシ化反応触媒として用いられることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のペルオキソ錯体。 The peroxo complex according to any one of claims 1 to 5, wherein the peroxo complex is used as a catalyst for an epoxidation reaction of an alkene. 2つのペルオキソ基が二座配位子として中心原子に配位した構造を有し、更に、2つの酸素原子及び1つのハロゲン原子が中心原子に配位した構造を有することを特徴とする請求項1に記載のペルオキソ錯体。A structure in which two peroxo groups are coordinated to a central atom as a bidentate ligand, and further has a structure in which two oxygen atoms and one halogen atom are coordinated to the central atom. 2. The peroxo complex according to 1. 下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(1’)、又は、一般式(2’):The following general formula (1), general formula (2), general formula (1 '), or general formula (2'):
[XO(O[XO (O 2 ) 2 (H(H 2 O)Y]O) Y] (1)    (1)
[XO(O[XO (O 2 ) 2 Y]Y] 2−2- (2)    (2)
A[XO(OA [XO (O 2 ) 2 (H(H 2 O)Y] (1’)O) Y] (1 ')
A 2 [XO(O[XO (O 2 ) 2 Y] (2’)Y] (2 ')
(上記一般式中、Xは、中心原子を表す。Yは、ハロゲン原子を表す。Aは、カチオンを表す。Aが複数ある場合、Aは同一であってもよく、異なっていてもよい。)で表されることを特徴とする請求項1に記載のペルオキソ錯体。(In the above general formula, X represents a central atom. Y represents a halogen atom. A represents a cation. When there are a plurality of A, A may be the same or different. The peroxo complex according to claim 1, which is represented by:
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