銅クロム酸塩は、しばしば Cu 2 Cr 2 O x の式で表される無機化合物 を指します。これらは黒色の固体です。Cu 2 Cr 2 O 4 は明確に定義された物質です。もう 1 つの銅クロム酸塩は、しばしば Cu 2 Cr 2 O 5 と表現されます。 これ は 有機 化学 の 反応 の 触媒として使用されます。[ 4 ]
歴史 銅クロム酸塩は1908年に初めて記述された。[ 5 ] この触媒は、第二次世界大戦後に ドイツの 化学者から フィッシャー・トロプシュ法 について聞き取り調査を行ったことを一部基に、ホーマー・バートン・アドキンスとウィルバー・アーサー・ラジエによってさらに開発された。[ 6 ] [ 7 ] このため、アドキンス触媒 またはラジエ触媒 と呼ばれることもある。アドキンスは、水素化反応中に触媒が不活性な形態に還元されるのを防ぐため、構造にバリウムを組み込んだ最初の人物である。[ 8 ]
化学構造 ラジアール触媒またはアドキンス触媒の化学量論は明確に定義されていないため、それらの材料の構造も定義されていません。[ 9 ]
Cuを構成する金属の酸化状態
生産 銅クロム酸塩触媒は、さまざまな前駆体の熱分解 によって製造されます。従来の方法は、クロム酸銅の焼成によるものです。 [ 10 ]
2 CuCrO 4 → 2 CuCrO 3 + O 2 銅バリウムアンモニウムクロム酸塩は、銅クロム酸塩の製造に最も一般的に使用される物質です。この方法で製造された銅クロム酸塩混合物は、バリウム に対して不活性な物質を含む手順でのみ使用できます。これは、バリウムが銅バリウムアンモニウムクロム酸塩の分解生成物であり、したがって、結果として得られる混合物中に存在するためです。副生成物である酸化銅は、 酢酸 抽出を使用して除去されます。これは、酸で洗浄、デカンテーション 、および残った固体の加熱乾燥からなり、単離された銅クロム酸塩が得られます。銅クロム酸塩は、銅バリウムアンモニウムクロム酸塩を350~450 ℃の温度にさらすことによって製造され、通常はマッフル炉 で行われます。[ 6 ]
バ2 Cu2 (NH4 )2 (CrO4 )5 →CrCuO3 + CuO + 2 Ba + 4H2 O + 4 Cr +N2 + 6O2 銅アンモニウムクロム酸塩は、銅クロム酸塩の製造にも使用されます。一般的に、バリウムと反応する化学物質に使用する場合、バリウムアンモニウムクロム酸塩の代替経路として利用されます。また、酢酸で洗浄して乾燥させることで不純物を取り除くこともできます。銅クロム酸塩は、銅アンモニウムクロム酸塩を350~450 ℃の温度にさらすことによって製造されます。
Cu(NH4 )2 (CrO4 )2 →CrCuO3 + CrO + 4H2 O +N2 硝酸バリウム 、硝酸銅(II) 、およびクロム酸アンモニウム を含む溶液から、構造中にバリウムを 含む活性なクロム酸銅触媒を調製することができる。これらの化合物を混合すると、沈殿物が形成される。この固体生成物を350~400 ℃で焼成すると、触媒が得られる。 [ 10 ]
Cu(NO 3 ) 2 + Ba(NO 3 ) 2 + (NH 4 ) 2 CrO 4 → CuCr 2 O 4 ・BaCr 2 O 4
代表的な反応 セバシン酸ジメチルエステルをアシルオイン縮合反応に続いて銅クロム触媒を用いた水素化反応によりシクロデカンジオールに変換する。 RCO 2 CH 3 + 2 H 2 → RCH 2 OH + HOCH 3 場合によっては、アルケン基が水素化される。
水素が関与する反応は、いわゆる水素化ボンベ 内で比較的高いガス圧(135 atm )と高温(150~300 °C)で行われます。W-6 グレードのラネーニッケルなどのより活性の高い触媒も、 エステル還元 などの水素化を触媒します。後者の触媒は、より穏やかな条件(つまり、同様の水素化圧力で室温で機能する)を必要とするという利点がありますが、触媒と反応物 の比率を高くする必要があります。[ 12 ]
参考文献 ↑ Dollase, WA; O'Neill, H. St. C. (1997). "The Spinels CuCr 2 O 4 and CuRh 2 O 4 ". Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications . 53 (6): 657– 659. Bibcode : 1997AcCrC..53..657D . doi : 10.1107/S0108270197000486 . ↑ PubChem. "銅クロム酸塩" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . 2026年2月10日 取得 . 1 2 3 NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。 「#0150」 。 米国国立労働安全衛生研究所 (NIOSH)。 ↑ Cladingboel, DE「銅クロマイト」『有機合成用試薬百科事典』2001年、John Wiley & Sons。doi : 10.1002 /047084289X.rc221 ↑ マックス、グレーガー (1912)。 「クロムマイト・アウス・バシスチェン・クロマテン」 。 無機化学の時代 。 76 : 30–38 . 土井 : 10.1002/zaac.19120760103 。 1 2 Adkins, Homer; Burgoyne, Edward; Schneider, Henry (1950). "水素化のための銅-クロム酸化物触媒". Journal of the American Chemical Society . 72 (6): 2626– 2629. Bibcode : 1950JAChS..72.2626A . doi : 10.1021/ja01162a079 . ↑ フィッシャー・トロプシュアーカイブ ↑ Connor, Ralph.; Folkers, Karl.; Adkins, Homer. (1931 年 5 月). 「水素化のための銅-クロム酸化物触媒の調製」. Journal of the American Chemical Society . 53 (5): 2012. Bibcode : 1931JAChS..53.2012C . doi : 10.1021/ja01356a511 . ↑ カペセ、FM;カストロ、V.ディ;フルラニ、C.マットーニョ、G.フラガーレ、C.ガルガーノ、M.ロッシ、M. (1982)。 」 「銅クロマイト」触媒:XPS構造解析と触媒活性との相関」。電子分光法および関連現象ジャーナル 。27 (2 ):119–128。Bibcode :1982JESRP..27..119C。doi : 10.1016 / 0368-2048(82) 85058-5 。1 2 Lazier, WA; Arnold, HR (1939). "銅クロム酸塩触媒". Organic Syntheses . 19:31 . doi : 10.15227/orgsyn.019.0031 . ↑ ライランダー、ポールN. (2000). 「水素化と脱水素化」。 ウルマン工業化学百科事典 。doi : 10.1002 / 14356007.a13_487。ISBN 3-527-30673-0 。1 2 Blomquist, AT; Goldstein, Albert (1956). "1,2-シクロデカンジオール". Organic Syntheses . 36 : 12. doi : 10.15227/orgsyn.036.0012 . ↑ Kaufman, Daniel; Reeve, Wilkins (1946). "1,5-ペンタンジオール". Organic Syntheses . 26 (83): 83. doi : 10.15227/orgsyn.026.0083 . ↑ Buckles, Robert; Wheeler, Norris (1953). "cis-Stilbene". Organic Syntheses . 33 : 88. doi : 10.15227/orgsyn.033.0088 .