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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-14
(45)【発行日】2022-06-22
(54)【発明の名称】核水添反応用触媒
(51)【国際特許分類】
B01J 23/46 20060101AFI20220615BHJP
C07C 211/35 20060101ALI20220615BHJP
C07C 209/72 20060101ALI20220615BHJP
C07B 61/00 20060101ALN20220615BHJP
【ＦＩ】
B01J23/46 301Z
C07C211/35
C07C209/72
C07B61/00 300
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2019539389
(86)(22)【出願日】2018-08-21
(86)【国際出願番号】 JP2018030780
(87)【国際公開番号】W WO2019044584
(87)【国際公開日】2019-03-07
【審査請求日】2021-08-02
(31)【優先権主張番号】P 2017168767
(32)【優先日】2017-09-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000228198
【氏名又は名称】エヌ・イーケムキャット株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001885
【氏名又は名称】特許業務法人ＩＰＲコンサルタント
(72)【発明者】
【氏名】水崎 智照
(72)【発明者】
【氏名】鈴鹿 弘康
【審査官】森坂 英昭
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第４８４７２３１（ＵＳ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５０５２８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】V. MAZZIERI et al.，XPS, FTIR and TPR characterization of Ru/Al2O3 catalysts，Applied Surface Science，2003年04月15日，Vol.210, No.3/4，p.222-230
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｊ ２１／００ － ３８／７４
Ｃ０７Ｃ ２１１／３５
Ｃ０７Ｃ ２０９／７２
Ｃ０７Ｂ ６１／００
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の前記芳香環のπ結合の少なくとも１つを水素化する核水添反応に使用される核水添反応用触媒であって、担体と、前記担体上に担持される触媒粒子と、を含んでおり、
前記触媒粒子には、Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とが含まれており、
Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により測定される表面近傍の分析領域における、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とが、下記式（１）の条件を満たしている、
核水添反応用触媒。
０．６０≦｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝≦０．９０・・・式（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の核水添反応に使用される触媒に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、芳香族化合物の核水添反応は、高機能プラスチック製品の原料となるポリアミドイミド樹脂等を合成するために利用されている。そして、芳香族化合物の核水添反応に使用される触媒としてはルテニウム触媒が知られている。
【0003】
例えば、特許文献１（特開２００９－２８６７４７号公報）には、ポリウレタンフォーム製造用触媒、エポキシ硬化剤、レジスト剥離剤、鋼用腐食防止剤として有用なＮ，Ｎ－ジメチルシクロヘキシルアミン類を効率的に経済性良く製造する方法を提供することを目的とし、芳香族化合物をルテニウム触媒等及び水素の存在下で核水添反応させ、得られたシクロヘキシル化合物を、前記貴金属触媒、ホルムアルデヒド誘導体及び水素の存在下で還元メチル化反応させるＮ，Ｎ－ジメチルシクロへキシルアミン類の製造法が開示されている（特許文献１、［要約］）。
【0004】
より具体的には、アルミナ（担体）にルテニウムが５％担持されたルテニウム触媒が開示されている（特許文献１、［００３２］実施例１及び［００３４］実施例２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００９－２８６７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記のような従来のルテニウム触媒では、芳香族化合物の核水添反応において反応物の転化率をより向上させるという観点からは、未だ改善の余地があることを本発明者らは見出した。
【0007】
そこで、本発明は、かかる技術的事情に鑑みてなされたものであって、芳香族化合物の核水添反応において、従来のルテニウム触媒よりも優れた触媒活性を有する核水添反応用触媒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】
【0008】
本件発明者らは、核水添反応に用いられるルテニウム触媒において、担体上に担持される触媒粒子に含まれるルテニウムの状態に着目し、触媒活性の更なる向上を実現する構成について鋭意検討を行った。
【0009】
その結果、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により測定されるルテニウム触媒の表面近傍の分析領域におけるＲｕ（０価）の割合ＲＲｕに対するＲｕ（０価）Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘの割合が下記の条件を満たしていることが触媒活性の向上に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
より具体的には、本発明は、以下の技術的事項により構成される。
即ち、本発明は、
芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の前記芳香環のπ結合の少なくとも１つを水素化する核水添反応に使用される核水添反応用触媒であって、
担体と、前記担体上に担持される触媒粒子と、を含んでおり、
前記触媒粒子には、Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とが含まれており、
Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により測定される表面近傍の分析領域における、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とが、下記式（１）の条件を満たしている、
核水添反応用触媒を提供する。
０．６０≦｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝≦０．９０・・・式（１）
即ち、本発明は、
芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の前記芳香環のπ結合の少なくとも１つを水素化する核水添反応に使用される核水添反応用触媒であって、
担体と、前記担体上に担持される触媒粒子と、を含んでおり、
前記触媒粒子には、Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とが含まれており、
Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により測定される表面近傍の分析領域における、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とが、下記式（１）の条件を満たしている、
核水添反応用触媒を提供する。
０．６０≦｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝≦０．９０・・・式（１）
【0011】
ここで、本発明においては、ＸＰＳで観察される核水添反応用触媒の表面近傍の分析領域におけるＲｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とは、これら２つの成分の合計が１００％となる条件で算出される数値としている。
【0012】
本発明において、上記式（１）に示されるＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）の値が０．６０以上で０．９０以下となる構成とすることにより、本発明の核水添反応用触媒は、芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の核水添反応において、従来のルテニウム触媒よりも優れた触媒活性を発揮することができる。
【0013】
本発明の核水添反応用触媒が優れた触媒活性を有することについて詳細な理由は十分に解明されていないが、本発明者らは、以下のように考えている。
【0014】
即ち、式（１）を満たす構造の核水添反応用触媒は、Ｒｕ（０価）に対するＲｕ酸化物）の割合が従来の核水添反応用触媒よりも高いので、芳香族化合物の核水添反応に対する活性が向上していると推察している。
【0015】
また、本発明の核水添反応用触媒において、触媒粒子に含まれるＲｕ酸化物はその一部に水酸基が結合した状態であってもよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の核水添反応において、従来のルテニウム触媒よりも優れた触媒活性を有する核水添反応用触媒が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明におけるＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）の分析条件を説明するためのＸＰＳ装置の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
＜核水添反応用触媒＞
以下、本発明の核水添反応用触媒の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明の水添反応用触媒は、芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の当該芳香環のπ結合の少なくとも１つを水素化する核水添反応に使用されるものである。
以下、本発明の核水添反応用触媒の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明の水添反応用触媒は、芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の当該芳香環のπ結合の少なくとも１つを水素化する核水添反応に使用されるものである。
【0019】
例えば、下記の化学反応式（１）で示される、芳香族化合物である「４－ターシャリーブチルアニリン［4-tert-Butylaniline、下記反応式（１）中の反応物１］」の芳香環のπ結合を水素化して、「４－ターシャリーブチルシクロヘキシルアミン［（4-tert-Butylcyclohexylamine、下記反応式（１）中の生成物２］」に転化する核水添反応に使用することができる。
【化1】
【0020】
本発明の核水添反応用触媒は、担体と、前記担体上に担持される触媒粒子と、を含んでいればよく、触媒粒子の担持の形態については特に制限はなく、種々の構造を採り得る。
【0021】
（担体）
担体としては、触媒粒子を担持することができ、かつ表面積が比較的大きいものであれば特に制限されないが、触媒粒子を含んだ溶液中で良好な分散性を有し、不活性であることが好ましい。
担体としては、触媒粒子を担持することができ、かつ表面積が比較的大きいものであれば特に制限されないが、触媒粒子を含んだ溶液中で良好な分散性を有し、不活性であることが好ましい。
【0022】
不活性担体としては、例えば、炭素系材料（カーボン）、シリカ、アルミナ、シリアカルミナ、マグネシア等が好ましく、アルミナが特に好ましい。
また、上記アルミナ担体については、ＢＪＨ法により求められる細孔径ＰＳが８．００ｎｍ～１２．００ｎｍであり、ＢＪＨ法により求められる細孔容積ＰＶが０．２５０ｃｍ３／ｇ～０．４００ｃｍ３／ｇであるのが好ましい。
また、上記アルミナ担体については、ＢＪＨ法により求められる細孔径ＰＳが８．００ｎｍ～１２．００ｎｍであり、ＢＪＨ法により求められる細孔容積ＰＶが０．２５０ｃｍ３／ｇ～０．４００ｃｍ３／ｇであるのが好ましい。
【0023】
ここで、本発明において、細孔径ＰＳはＢＪＨ（Barrett, Joyner, Hallender）法により吸着質（気体分子）が固体表面から脱離するときの相対圧と吸着量の関係である脱着等温線から求められる値（BJH Desorption average pore diameter）である。また、本発明において、細孔容積ＰＶも、ＢＪＨ法により求められる値（BJH Desorption cumulative volume of pores between 1.7000 nm and 300.0000 nm diameter）である。
【0024】
炭素系材料としては、例えば、グラッシーカーボン（ＧＣ）、ファインカーボン、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、活性炭、活性炭の粉砕物、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等が挙げられる。
【0025】
なお、炭素系材料としては、導電性カーボンが好ましく、特に、導電性カーボンとしては、導電性カーボンブラックが好ましい。また、導電性カーボンブラックとしては、商品名「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」、「ケッチェンブラックＥＣ６００」、「カーボンＥＰＣ」等（ライオン化学株式会社製）を例示することができる。
【0026】
（触媒粒子）
次に、本発明において上記担体に担持される触媒粒子は、Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とを含んでおり、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により測定される表面近傍の分析領域における、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とが、下記式（１）の条件を満たしている。
０．６０≦｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝≦０．９０・・・式（１）
次に、本発明において上記担体に担持される触媒粒子は、Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とを含んでおり、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により測定される表面近傍の分析領域における、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とが、下記式（１）の条件を満たしている。
０．６０≦｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝≦０．９０・・・式（１）
【0027】
上記担体への上記触媒粒子の担持量は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されるものではなく、本発明の核水添反応用触媒が採用される反応系、反応条件により適宜設定される。通常０．５～１０ｗｔ％程度であればよい。
【0028】
なお、ここでいう担持量とは、式：｛触媒粒子の質量／（触媒粒子の質量＋担体の質量）｝×１００で得られる値（率）のことをいう。ここで、触媒粒子の質量とは、触媒粒子に含まれるＲｕ（０価）とＲｕ酸化物とを合わせたＲｕ成分の質量を示す。
【0029】
本発明の核水添反応用触媒は、上記の式（１）に示される｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値が０．６０以上で０．９０以下となる構成とすることにより、芳香族化合物の核水添反応において、従来のルテニウム触媒よりも優れた触媒活性を発揮することができる。
【0030】
この｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値が大きいと、核水添反応用触媒粒子の表面近傍においてＲｕ酸化物がＲｕ（０価）に比べてより多く存在し、この｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値が小さいと、核水添反応用触媒粒子の表面近傍においてＲｕ酸化物がＲｕ（０価）に比べてより少なく存在することを意味する。
【0031】
そして、本発明の核水添反応用触媒粒子の表面近傍においてＲｕ酸化物がＲｕ（０価）に比べてより多く存在すると、詳細なメカニズムは解明されていないが、芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の核水添反応に対する触媒活性が向上するという効果が得られる傾向にある。
【0032】
また逆に、本発明の核水添反応用触媒粒子の表面近傍においてＲｕ酸化物がＲｕ（０価）に比べてより少なく存在すると、芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の核水添反応に対する触媒活性が低下するという効果が得られる傾向にある。
【0033】
本発明では、上記式（１）に示されるＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）の値が０．６０以上で０．９０以下となる構成にすることにより、これらの作用効果をバランス良く実現するものである。
【0034】
なお、本発明において、触媒粒子に含まれるＲｕ酸化物はその一部に水酸基が結合した状態であってもよい。
【0035】
なお、本発明において、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）は、以下の分析条件（Ａ１）～（Ａ５）で実施しされるものとする。
（Ａ１）Ｘ線源：単色化ＡｌＫα
（Ａ２）光電子取出確度：θ＝７５℃
（Ａ３）帯電補正：Ｃ１ｓピークエネルギーを２８４．８ｅＶとして補正
（Ａ４）分析領域：２００μｍ、
（Ａ５）分析時チャンバ圧力：約１×１０－６Ｐａ
（Ａ１）Ｘ線源：単色化ＡｌＫα
（Ａ２）光電子取出確度：θ＝７５℃
（Ａ３）帯電補正：Ｃ１ｓピークエネルギーを２８４．８ｅＶとして補正
（Ａ４）分析領域：２００μｍ、
（Ａ５）分析時チャンバ圧力：約１×１０－６Ｐａ
【0036】
ここで、（Ａ２）の光電子取出確度θは、図１に示すように、エックス線源３２から放射されたＸ線が、試料ステージ３４上にセットされた試料へ照射され、当該試料から放射される光電子を分光器３６で受光するときの角度θである。すなわち、光電子取出確度θは、分光器３６の受光軸と試料ステージ３４の試料の層の面との角度に該当する。
【0037】
＜核水添反応用触媒の製造方法＞
本発明の核水添反応用触媒の製造方法は、担体に上記触媒粒子を担持させることができる方法であれば、特に制限されるものではない。
本発明の核水添反応用触媒の製造方法は、担体に上記触媒粒子を担持させることができる方法であれば、特に制限されるものではない。
【0038】
例えば、担体にＲｕ化合物を含有する溶液を接触させ、担体に触媒成分を含浸させる含浸法、触媒成分を含有する溶液に還元剤を投入して行う液相還元法、電気化学的析出法、化学還元法、吸着水素による還元析出法等を採用した製造方法を例示することができる。
【0039】
ただし、核水添反応用触媒の製造における製造条件は、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により測定される表面近傍の分析領域における、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とが、先に述べた式（１）の条件を満たすように製造工程における合成反応条件を調節することが必要である。
【0040】
なお、本発明の核水添反応用触媒を、上述した式（１）で示した必須の条件を満たすように製造する方法としては、例えば、各製造工程において得られる触媒前駆体、最終的に得られる核水添反応用触媒の化学組成や構造を各種の公知の分析手法を用いて分析し、得られる分析結果を各製造工程にフィードバックし、選択する原料、その原料の配合比、選択する合成反応、その合成反応の反応条件（温度、ガス成分の圧力、溶媒）などを調製・変更する方法等が挙げられる。
【0041】
より具体的には、例えば、本発明の核水添反応用触媒は、水溶性のＲｕ塩を水に溶解してＲｕ水酸化物を生成させ当該Ｒｕ水酸化物が担体（好ましくはアルミナ）に担持された触媒前駆体を合成する第１工程と、この第１工程で得られる触媒前駆体を空気中で加熱・乾燥処理する第２工程と、を経て合成することができる。
【0042】
そして、第１工程におけるＲｕ塩の種類、水に投入するＲｕ塩の量（濃度）、Ｒｕ塩が溶解した水溶液のｐＨ、水溶液の温度、第２工程における加熱・乾燥処理の温度、処理時間を調節して、先に述べた式（１）の条件を満たすように核水添反応用触媒を合成することができる。
【0043】
更に、第２工程を得て得られる核水添反応用触媒を前駆体として更に還元剤を用いて還元する第３工程を必要に応じて実施してもよい。これにより、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とを、先に述べた式（１）の条件をより確実に満たすように調整することができる。還元剤の種類、還元剤の濃度、第３工程における還元処理の温度、その処理時間を調製することができる。第３工程を実施する場合、水素ガス（還元剤）を窒素ガスで希釈した気相還元を好ましく採用してもよい。
【0044】
また、第２工程において、２回以上の加熱・乾燥処理を逐次的に行い、合間にＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）による測定を実施してＲｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とを確認してもよい。
【0045】
更に、第３工程を実施する場合、第２工程で得られた前駆体をＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により測定し、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とを確認してから、第３工程での還元条件を適宜調整してもよい。これにより先に述べた式（１）の条件を満たす核水添反応用触媒をより確実に合成することができる。
【実施例】
【0046】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【0047】
≪実施例１≫
Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とを含む触媒粒子が担体であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粒子に５質量％の担持率で担持された本発明の核水添反応用触媒（以下、「核水添反応用触媒１」という）として、商品名「ＮＥＣＣ－ＲＡ１」（Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製）を製造した。
核水添反応用触媒の｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝値を表１に示した。
この核水添反応用触媒１は、アルミナと水溶性のＲｕ塩とを水に溶解してＲｕ水酸化物が担体（アルミナ）に担持された触媒前駆体を合成する第１工程と、この第１工程で得られる触媒前駆体を空気中で加熱・乾燥処理（処理温度：８０℃）する第２工程と、を経て合成した。
Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とを含む触媒粒子が担体であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粒子に５質量％の担持率で担持された本発明の核水添反応用触媒（以下、「核水添反応用触媒１」という）として、商品名「ＮＥＣＣ－ＲＡ１」（Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製）を製造した。
核水添反応用触媒の｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝値を表１に示した。
この核水添反応用触媒１は、アルミナと水溶性のＲｕ塩とを水に溶解してＲｕ水酸化物が担体（アルミナ）に担持された触媒前駆体を合成する第１工程と、この第１工程で得られる触媒前駆体を空気中で加熱・乾燥処理（処理温度：８０℃）する第２工程と、を経て合成した。
【0048】
≪実施例２≫
実施例１の核水添反応用触媒に対して、触媒粒子における｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値を表１に示すものに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、本発明の核水添反応用触媒（以下、「核水添反応用触媒２」という）として（商品名「ＮＥＣＣ－ＲＡ２」（Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製））を製造した。
この核水添反応用触媒２は、実施例１の核水添反応用触媒１と同一条件の第１工程と第２工程を実施し、その後、第２工程を得て得られた核水添反応用触媒を前駆体として更に還元剤を用いて還元する第３工程を実施した。第３工程では窒素９０％、水素１０％のガス雰囲気中、１００℃で還元処理を実施した。
実施例１の核水添反応用触媒に対して、触媒粒子における｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値を表１に示すものに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、本発明の核水添反応用触媒（以下、「核水添反応用触媒２」という）として（商品名「ＮＥＣＣ－ＲＡ２」（Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製））を製造した。
この核水添反応用触媒２は、実施例１の核水添反応用触媒１と同一条件の第１工程と第２工程を実施し、その後、第２工程を得て得られた核水添反応用触媒を前駆体として更に還元剤を用いて還元する第３工程を実施した。第３工程では窒素９０％、水素１０％のガス雰囲気中、１００℃で還元処理を実施した。
【0049】
≪実施例３≫
実施例１の核水添反応用触媒に対して、触媒粒子における｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値を表１に示すものに変更した以外は、実施例１と同様にして、本発明の核水添反応用触媒（以下、「核水添反応用触媒３」という）として商品名「ＮＥＣＣ－ＲＡ３」（Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製））を製造した。
この核水添反応用触媒３は、実施例１の核水添反応用触媒１と同一条件の第１工程と第２工程を実施し、その後、第２工程を得て得られた核水添反応用触媒を前駆体として更に還元剤を用いて還元する第３工程を実施した。第３工程では窒素９０％、水素１０％のガス雰囲気中、１５０℃で還元処理を実施した。
実施例１の核水添反応用触媒に対して、触媒粒子における｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値を表１に示すものに変更した以外は、実施例１と同様にして、本発明の核水添反応用触媒（以下、「核水添反応用触媒３」という）として商品名「ＮＥＣＣ－ＲＡ３」（Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製））を製造した。
この核水添反応用触媒３は、実施例１の核水添反応用触媒１と同一条件の第１工程と第２工程を実施し、その後、第２工程を得て得られた核水添反応用触媒を前駆体として更に還元剤を用いて還元する第３工程を実施した。第３工程では窒素９０％、水素１０％のガス雰囲気中、１５０℃で還元処理を実施した。
【0050】
≪比較例１≫
触媒粒子における｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値を表１に示すものに変更した以外は、実施例１と同様にして、本発明の比較核水添反応用触媒１（商品名「ＮＥＣＣ－５Ｅ、Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製）を製造した。
触媒粒子における｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値を表１に示すものに変更した以外は、実施例１と同様にして、本発明の比較核水添反応用触媒１（商品名「ＮＥＣＣ－５Ｅ、Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製）を製造した。
【0051】
［評価試験］
上記の実施例１～３及び比較例１で得た核水添反応用触媒を用い、下記の反応式（１）にしたがって、芳香族化合物である「４－ターシャリーブチルアニリン［4-tert-Butylaniline、下記反応式（１）中の反応物１］」の芳香環のπ結合を水素化して、「４－ターシャリーブチルシクロヘキシルアミン［（4-tert-Butylcyclohexylamine、下記反応式（１）中の生成物２］」に転化する核水添反応を行った。
反応は以下の反応条件で実施した。溶媒：イソプロピルアルコール、反応物１の濃度：１．６ｍｏｌ％、水素ガス：０．６ＭＰａ、反応温度：６０℃、反応時間：６時間。
上記の実施例１～３及び比較例１で得た核水添反応用触媒を用い、下記の反応式（１）にしたがって、芳香族化合物である「４－ターシャリーブチルアニリン［4-tert-Butylaniline、下記反応式（１）中の反応物１］」の芳香環のπ結合を水素化して、「４－ターシャリーブチルシクロヘキシルアミン［（4-tert-Butylcyclohexylamine、下記反応式（１）中の生成物２］」に転化する核水添反応を行った。
反応は以下の反応条件で実施した。溶媒：イソプロピルアルコール、反応物１の濃度：１．６ｍｏｌ％、水素ガス：０．６ＭＰａ、反応温度：６０℃、反応時間：６時間。
【化2】
【0052】
（１）Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ：Ｘ－ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による核水添反応用触媒の表面分析
実施例１～３及び比較例１の核水添反応用触媒についてＸＰＳによる表面分析を実施し、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とを測定し、｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値を算出した。
具体的には、ＸＰＳ装置として「Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ」（アルバック・ファイ社製）を使用し、以下の分析条件で実施した。
（Ａ１）Ｘ線源：単色化ＡｌＫα
（Ａ２）光電子取出確度：θ＝７５℃（図１参照）
（Ａ３）帯電補正：Ｃ１ｓピークエネルギーを２８４．８ｅＶとして補正
（Ａ４）分析領域：２００μｍ
（Ａ５）分析時のチャンバ圧力：約１×１０－６Ｐａ
（Ａ６）測定深さ（脱出深さ）：約５ｎｍ以下
分析結果を表１に示した。なお、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）とＲｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）については、これらの２成分で１００％となるように算出した。
実施例１～３及び比較例１の核水添反応用触媒についてＸＰＳによる表面分析を実施し、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）と、Ｒｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）とを測定し、｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値を算出した。
具体的には、ＸＰＳ装置として「Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ」（アルバック・ファイ社製）を使用し、以下の分析条件で実施した。
（Ａ１）Ｘ線源：単色化ＡｌＫα
（Ａ２）光電子取出確度：θ＝７５℃（図１参照）
（Ａ３）帯電補正：Ｃ１ｓピークエネルギーを２８４．８ｅＶとして補正
（Ａ４）分析領域：２００μｍ
（Ａ５）分析時のチャンバ圧力：約１×１０－６Ｐａ
（Ａ６）測定深さ（脱出深さ）：約５ｎｍ以下
分析結果を表１に示した。なお、Ｒｕ（０価）の割合ＲＲｕ（ａｔｏｍ％）とＲｕ酸化物の割合ＲＲｕＯｘ（ａｔｏｍ％）については、これらの２成分で１００％となるように算出した。
【0053】
（２）Ｒｕの担持率の測定（ＩＣＰ分析）
実施例１～２及び比較例１の核水添反応用触媒について、Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とを含む触媒粒子の担持率（ｗｔ％）を以下の方法で測定した。即ち、核水添反応用触媒を王水に浸し、金属を溶解させた。次に、王水から不溶成分のアルミナを除去した。次に、アルミナを除いた王水をＩＣＰ分析した。
実施例１～３と比較例１の核水添反応用触媒について、Ｒｕの担持率｛Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とを合わせたＲｕ成分に由来するＲｕの担持率｝）は５ｗｔ％であった。
実施例１～２及び比較例１の核水添反応用触媒について、Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とを含む触媒粒子の担持率（ｗｔ％）を以下の方法で測定した。即ち、核水添反応用触媒を王水に浸し、金属を溶解させた。次に、王水から不溶成分のアルミナを除去した。次に、アルミナを除いた王水をＩＣＰ分析した。
実施例１～３と比較例１の核水添反応用触媒について、Ｒｕの担持率｛Ｒｕ（０価）とＲｕ酸化物とを合わせたＲｕ成分に由来するＲｕの担持率｝）は５ｗｔ％であった。
【0054】
（３）転化率、収率の算出
反応後に得られた混合組成物における反応物１、生成物２の含有量、含有比を測定することによって、反応物１の転化率（％）、生成物２の収率を算出し、結果を表1に示した。
反応後に得られた混合組成物における反応物１、生成物２の含有量、含有比を測定することによって、反応物１の転化率（％）、生成物２の収率を算出し、結果を表1に示した。
【表1】
【0055】
表１に示す結果から、｛ＲＲｕＯｘ／（ＲＲｕＯｘ+ＲＲｕ）｝の値が先に述べた式（１）の条件を満たす本発明に係る実施例１～３の触媒は、比較例１の触媒（従来のルテニウム触媒）に比べて、反応物１の転化率、生成物２の収率が高いことが明らかとなった。すなわち、本発明の核水添反応用触媒は、芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の核水添反応において、従来のルテニウム触媒よりも優れた触媒活性を有することが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【0056】
本発明の核水添反応用触媒は、芳香環に１以上のアミノ基が結合した芳香族化合物の核水添反応において優れた触媒活性を有し、優れた生成物の収率を得ることができる。従って、本発明は、高機能プラスチック製品の原料となるポリアミドイミド樹脂等の合成に適用することができる核水添反応用触媒であり、各種産業の発達に寄与する。
【図1】
