穏和な条件下及び水性媒体中で、ガス状及び液体アルカンをカルボン酸へ転化する方法
本発明は、穏和な条件下及び水性媒体中で、ガス状（エタン、プロパン及びｎ−ブタン）及び液体（ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロペンタン及びシクロヘキサン）のアルカンを、炭素原子を１個多く有するカルボン酸へ選択的に変換するための新規の効率的な方法であって、酸化剤（ペルオキソ二硫酸塩）も含有する系において、水／アセトニトリル液体媒体中で、金属触媒の非存在下又は存在下で、アルカンと一酸化炭素を単一ポット低温（２５〜６０℃）反応させることを特徴とする方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化学、触媒反応及び配位化学に関し、金属触媒を用いたプロセス又は金属を用いないプロセス中で、Ｈ２Ｏ／ＭｅＣＮ媒体中及び酸化剤の存在下で、様々なアルカンから、ＣＯとのその低温反応を介してカルボン酸を製造するための効率的な単一ポット法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らの研究所で実施した、溶媒としてトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）を、並びに触媒として様々なＶ及びＲｅ化合物を含有する系における、アルカンのカルボン酸へのカルボキシル化に関する最近の研究を追究する中で［１、２］、本発明者らは、相当に高価で、反応中に消費され、腐食性のあるＴＦＡを、上述の欠点を克服し得る別の溶媒又は溶媒組成物で置換することを目的として、そのような種類のアルカン変換を実行するための、新規の、より効率的な方法を探してきている。金属触媒を用いたシクロアルカンの対応するアルコール及びケトンへの過酸化的酸化（すなわち、Ｈ２Ｏ２を用いる）は、例えば、本発明者らの研究所で実施したアルカン変換に関する他の研究が示しているように、水／アセトニトリル液体媒体中で起こり得るということを考慮に入れることによって［３、４］、本発明者らは初めて、この溶媒の混合物が、金属触媒の非存在下でさえ、（ｎ＋１）個の炭素原子を有するカルボン酸を選択的に生じるための、ＣＯによるガス状及び液体Ｃｎアルカンの両方の効率的なカルボキシル化にも顕著に好適となり得ることを見出した。
【０００３】
本研究は、Ｄｒ．Ｍ．Ｖ．Ｋｉｒｉｌｌｏｖａ及びＤｒ．Ａ．Ｍ．Ｋｉｒｉｌｌｏｖの博士過程内で、科学技術基金（Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（ＦＣＴ）のＰＯＣＩ２０１０プログラム（ＦＥＤＥＲが資金提供）、及び欧州ネットワーク（Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｎｅｔｗｏｒｋ）（人的資源及び流動性、マリーキュリー研究訓練ネットワーク、ＡＱＵＡＣＨＥＭプロジェクト）（Ｈｕｍａｎ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｒｉｅ−Ｃｕｒｉｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ， ＡＱＵＡＣＨＥＭ ｐｒｏｊｅｃｔ）の後援の下で、Ａ．Ｊ．Ｌ Ｐｏｍｂｅｉｒｏ教授の責任下のプロジェクトの一環として、Ｃｅｎｔｒｏ ｄｅ Ｑｕｉｍｉｃａ Ｅｓｔｒｕｔｕｒａｌ、Ｃｏｍｐｌｅｘｏ Ｉ、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｏ Ｓｕｐｅｒｉｏｒ Ｔｅｃｎｉｃｏ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｄａｄｅ Ｔｅｃｎｉｃａ ｄｅ Ｌｉｓｂｏａで展開された。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
（ａ）目的及び利点
Ｃ３〜Ｃ７脂肪族カルボン酸は、その幅広い工業的用途を考慮すると、非常に重要な、大きなトン数の製品である［５］。これらの酸の製造について、様々な方法が知られており、現在適用されているが［５］、通常、それらは相当に高価な原材料及び触媒の使用、複数の反応段、並びに過酷な反応条件を必要とし、低い収率及び選択性を示す。
【０００５】
したがって、本発明の全般的な目的は、アルカン（豊富で比較的安価な原材料として）の使用に基づいた、上記の制限を示さないであろう、それらのカルボン酸を合成するための新規の改善された方法を見出すこと、穏和な条件下で操作すること、並びに、好ましくは水（水性媒体）を含有する好都合な溶媒組成物を使用することにある。
【０００６】
穏和な条件下での、カルボン酸へのアルカン変換のための、本発明の前に知られている、多少関連している方法は、最初にＦｕｊｉｗａｒａ［６］によって開発され、本発明者らの研究所で、最適化し、様々なアルカン及び触媒に拡大した［１、２］。この系は、８０℃で、溶媒としての無水トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）中で及び金属触媒の存在下で、アルカンをＣＯ及びペルオキソ二硫酸塩と反応させることに基づいている。ＴＦＡが別の溶媒によって置換された場合、又はＴＦＡ及び任意の他の溶媒を含む溶媒組成物を使用した場合（後者の相対量が低い場合、例えば、１：２０でも）、その反応は上手くいかなかった。メタンを酢酸へ転化するためのカルボニル化剤［７］として、ＣＯの代わりにＣＯ２を使用することも、適切な溶媒としてＴＦＡを必要とする。溶媒としてのＴＦＡの使用は、そのコストが高いこと、回収が困難であること、及び反応に伴う消費が原因で、大きな欠点を構成する。その上、ＴＦＡは、強力で非常に腐食性の酸であり、環境面で許容できない溶媒である。
【０００７】
したがって、本発明の主な利点は、以下のものである。
単純で、容易に入手可能及びリサイクル可能であり、適用された反応条件下で不活性であり、ＴＦＡよりずっと安価であり、この酸の刺激性を有さない溶媒（水／アセトニトリル）を使用すること、
より穏和な反応条件下（ＴＦＡを用いた方法における８０℃に対し、５０〜６０℃）で操作すること、
例えば、抽出により、反応混合物からの生成物（カルボン酸）がより容易に分離されること、
常に金属触媒を必要とするＴＦＡ操作方法とは対照的に、金属触媒を使用することなく、その反応が実施できること、
選択性が優れていること、すなわち、典型的にＴＦＡ含有方法で得られるフッ素化副生成物（例えば、トリフルオロアルカン、トリフルオロカルボン酸エステル及び様々なアルキルトリフレート）を形成しないこと。
【０００８】
水又はアセトニトリル中でのカルボン酸へのアルカン変換は既に研究されてきているが［８〜１０］、本発明のものとは異なる方法及び系を含み、非常に低い活性（アルカンのカルボン酸への転化率は、通常、アルカンに基づいて３％を超えない）、中程度の選択性、及び特定のアルカンへの限定的な適用を示すことを述べる必要がある。
【０００９】
したがって、本発明のさらなる利点は、カルボン酸の顕著に高い収率（１バッチ中のアルカンに基づいて最大で７２％）、優れた選択性（触媒の種類又はその非存在によっても制御できる）、並びに直鎖又は環状のＣ２〜Ｃ４ガス状及びＣ５〜Ｃ６液体アルカン、或いはそれらの混合物の変換への適用性にある。さらに、本発明は、高い酸化剤効率（酸化剤に基づいた製品収率は最大で４８％）も示す。
【００１０】
本発明のさらに別の特定の利点は、単塩、酸化物、又は様々な配位化合物を含む、広範囲の遷移金属（典型的に、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ又はＣｒ）化合物を使用できることを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（ｂ）革新的特徴
本発明は、穏和な条件下で、ガス状（エタン、プロパン及びｎ−ブタン）及び液体（ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロペンタン及びシクロヘキサン）のアルカンを、水／アセトニトリル溶媒中で、金属触媒の非存在下又は存在下で、前記アルカンの少なくとも１種をＣＯ及びペルオキソ二硫酸塩と反応させることによって、炭素原子を１個多く有するカルボン酸へ変換するための新規の効率的な方法に関する。
【００１２】
上で示したように、ＣＯによるアルカンのカルボン酸へのカルボキシル化は既に達成されているが、この発明の前には、相当の効率を示すためには、強酸性媒体（無水トリフルオロ酸として）の使用及び金属触媒［１、２、６］の存在が必要とされていた。したがって、本発明の主な革新的特徴は、高い収率及び選択性で、様々なアルカンを、炭素原子を１個多く有するカルボン酸へ変換することを可能にする新規の溶媒組成物（すなわち、水／アセトニトリル混合物）の発見にある。この方法は、上述したような様々な利点を示し、経済的に魅力的である。
【００１３】
本発明者らの反応条件下では、水又はアセトニトリルのみではその反応は進行しないため、これら２種の溶媒の存在が不可欠であることも述べるべきである。様々な溶媒（例えば、ＴＦＡ［１、２、６］、Ｈ２ＳＯ４［７］、Ｈ２Ｏ［８ａ、ｃ、１０ｂ］、Ｈ２Ｏ／過フッ素化酸［８ｂ］、など）が、アルカンのカルボキシル化（ＴＦＡ系は別として、非常に低い効率を有する）に関して試験されてきたが、水／アセトニトリル混合物は、特に好適であり、そのようなタイプのプロセスに適用されたことはない。
【００１４】
本発明の別の重要な革新的特徴は、カルボン酸の形成のための他のプロセスの大部分で必要とされるものとは対照的に、金属触媒を必要とすることなく、アルカンのカルボキシル化を実施できることに関する。しかし、本発明者らの方法では、その反応は、金属触媒の存在下で促進することができ、より短い反応時間でより高い転化率となる。本発明者らは、トリエタノールアミンを有する銅化合物、すなわち、アルカンの過酸化的酸化に触媒作用を及ぼすと知られている［３ａ、ｂ、４ａ］がそのカルボキシル化反応に適用されたことがない水溶性四核錯体［Ｏ⊂Ｃｕ４｛Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３｝４（ＢＯＨ）４］［ＢＦ４］２、が特に適切な触媒であることを見出した。
【００１５】
さらに、本発明は、穏和な条件下（２５〜６０℃の温度範囲）及び水性媒体中で効率的及び選択的に進行する、ガス状及び液体アルカンからＣ−Ｃ結合を形成する珍しいプロセスを提供し、Ｃ３〜Ｃ７脂肪族カルボン酸のための既知の工業的プロセス［５］に対してだけではなく、大多数のアルカンの官能基化反応［１１］に対しても、優れているいくつかの点を示している。
【００１６】
（ｃ）技術的説明
本発明は、アルカン、一酸化炭素、酸化剤としてのペルオキソ二硫酸塩及び触媒（任意選択）を含む混合物を、水／アセトニトリル混合溶媒中で、好ましくは５０〜６０℃で反応させることによって、穏和な条件下で、様々なＣｎアルカンを、（ｎ＋１）個の炭素原子を有するカルボン酸に選択的に単一ポットで変換する新規の効率的方法（図式１）に関する。したがって、エタンはプロピオン酸へ、プロパンはイソ酪酸及び酪酸へ、ｎ−ブタンは２−メチルブタン酸へ、シクロペンタンはシクロペンタンカルボン酸へ、ｎ−ヘキサンは２−メチルヘキサン酸及び２−エチルペンタン酸へ、並びにシクロヘキサンはシクロヘキサンカルボン酸へ、それぞれ直接変換できる。
【化１】
【発明を実施するための形態】
【００１７】
典型的な実験手順の詳細な説明、及び本発明に従ったアルカン変換に関する選択した実施例に関する議論を以下に示す。
【実施例】
【００１８】
１−実験の詳細
典型的な実験では、反応混合物を以下のように調製した。テフロン（登録商標）被覆磁気攪拌子を備えた１３．０ｍＬのステンレス鋼オートクレーブに、触媒（任意選択）を０〜３２．０μｍｏｌ（典型的に８．０μｍｏｌ）、Ｋ２Ｓ２Ｏ８を１．００〜２．００ｍｍｏｌ（典型的に１．５０ｍｍｏｌ）、Ｈ２Ｏを２．０〜３．０ｍＬ、ＭｅＣＮを２．０〜４．０ｍＬ、及び液体アルカン（ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン及びシクロヘキサンの場合）を１．００〜１．５０ｍｍｏｌ（典型的に１．００ｍｍｏｌ）添加した。次いで、オートクレーブを閉じて、空気を取り除くために窒素を用いて３回洗い流し、２０〜４０ａｔｍ（典型的に２０ａｔｍ）の一酸化炭素で加圧した。ガス状アルカン（エタン、プロパン又はｎ−ブタン）を使用する場合、ＣＯを入れる前に、反応器を１〜１０ａｔｍのこのガスで加圧した。反応混合物を、磁気攪拌子及び油浴を使用して、２５〜６０℃で２〜６時間勢いよく攪拌し、その後、氷浴中で冷却し、ガスを抜き、開けてシュレンク管へ移した。無機化合物から分離するためのジエチルエーテル（９．０〜１１．０ｍＬ）及びシクロヘプタノン（９０μＬ、内部標準）を添加した。得られた混合物を勢いよく攪拌し、Ｆｉｓｏｎｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＧＣ８０００シリーズのガスクロマトグラフをＤＢ ＷＡＸ融解石英毛管カラム（Ｐ／Ｎ１２３−７０３２）及びＪａｓｃｏ−Ｂｏｒｗｉｎ ｖ．１．５０ソフトウェアと共に使用して、有機層をガスクロマトグラフィー（内部標準法）により分析した。生成物は、連結したＣａｒｌｏ Ｅｒｂａ（Ａｕｔｏ／ＨＲＧＣ／ＭＳ）ガスクロマトグラフと共にＴｒｉｏ ２０００ Ｆｉｓｏｎｓ分光計及びＶａｒｉａｎ ＵＮＩＴＹ３００ＮＭＲ分光計をそれぞれ使用して、ＧＣ−ＭＳ、１Ｈ及び１３Ｃ−｛１Ｈ｝ＮＭＲ技法によって同定した場合もあった。各触媒は、前述の方法［３ａ、４ａ、１２］に従って、又は市販元から得た。
【００１９】
アルカン、一酸化炭素、酸化剤、溶媒及びその組成物の相対量、触媒の種類、並びに反応温度などの、アルカンのカルボキシル化に対する様々な要因の影響の例については、表１及び２に列挙し、以下で論じる。
【００２０】
２−実施例
金属触媒の非存在下でさえも、様々なアルカンを、Ｈ２Ｏ／ＭｅＣＮ媒体中でＣＯによってカルボキシル化してカルボン酸を得ることができる（表１）。最も高いアルカンの転化率は、プロパン及びｎ−ペンタンに関して観察されており、Ｃ４及びＣ６カルボン酸の合計収率は、それぞれ最大で約３４及び１８％となっている（実施例２及び４）。他の場合では、カルボン酸全体の収率は、６〜１２％の範囲である。
表１．Ｈ２Ｏ／ＭｅＣＮ媒体中でのアルカンの対応するカルボン酸への金属を用いないカルボキシル化。［ａ］
【表１】
［ａ］選択した結果：典型的な（別段の定めのない限り）反応条件：ｐ（ガス状アルカン）＝Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８及びｎ−Ｃ４Ｈ１０に関して、それぞれ１０、５又は１．５ａｔｍ（２．６６、１．３３又は０．４０ｍｍｏｌ）、液体アルカン（１．００ｍｍｏｌ）、ｐ（ＣＯ）＝２０ａｔｍ（５．３２ｍｍｏｌ）、Ｋ２Ｓ２Ｏ８（１．５０ｍｍｏｌ）、Ｈ２Ｏ（３．０ｍＬ）／ＭｅＣＮ（３．０ｍＬ）、６０℃、オートクレーブ（容量１３．０ｍＬ）中で６時間。［ｂ］製品収率％（製品のモル／アルカン１００モル）。［ｃ］Ｋ２Ｓ２Ｏ８（２．００ｍｍｏｌ）。［ｄ］ｐ（ＣＯ）＝３０ａｔｍ。［ｅ］Ｈ２Ｏ（２．０ｍＬ）／ＭｅＣＮ（４．０ｍＬ）。［ｆ］シクロペンタン（１．５０ｍｍｏｌ）。「ｇ」５０℃。
【００２１】
アルカンのカルボキシル化は、典型的に、金属触媒の存在下でより効率的に進行し、したがって、カルボン酸のより高い収率につながり、これは、触媒の非存在下で実施される同じ反応と比較して、通常、より短い反応時間及び低い反応温度で達成できる。
【００２２】
四銅トリエタノールアミネート錯体［Ｏ⊂Ｃｕ４｛Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３｝４（ＢＯＨ）４］［ＢＦ４］２は、試験した錯体の中で最も高いレベルの活性を示す（表２）。この触媒に関しては、様々なアルカン全体の最大収率は、以下の順である。シクロヘキサンからシクロヘキサンカルボン酸（約７２％、実施例１５）、ｎ−ヘキサンから２−メチルヘキサン酸及び２−エチルペンタン酸（約４５％、実施例１４）、プロパンからイソ酪酸及び酪酸（約３８％、実施例９）、ｎ−ブタンから２−メチルブタン酸（約３０％、実施例１０）、ｎ−ペンタンから２−メチルペンタン酸及び２−エチルブタン酸（約２３％、実施例１１）、シクロペンタンからシクロペンタンカルボン酸（約２２％、実施例１２）、並びにエタンからプロピオン酸（約９％、実施例８）。ペルオキソ二硫酸塩酸化剤に基づいた収率も高く、典型的に、アルカンに基づいたものの２／３である。
表２．Ｈ２Ｏ／ＭｅＣＮ媒体中での、アルカンの、対応するカルボン酸への金属触媒を用いたカルボキシル化。［ａ］
【表２】
［ａ］選択した結果：典型的な（別段の定めのない限り）反応条件：ｐ（ガス状アルカン）＝Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８及びｎ−Ｃ４Ｈ１０に関して、それぞれ１０、３又は１．５ａｔｍ（２．６６、０．７８又は０．４０ｍｍｏｌ）、液体アルカン（１．００ｍｍｏｌ）、ｐ（ＣＯ）＝２０ａｔｍ（５．３２ｍｍｏｌ）、触媒（８．０μｍｏｌ）、Ｋ２Ｓ２Ｏ８（１．５０ｍｍｏｌ）、Ｈ２Ｏ（３．０ｍＬ）／ＭｅＣＮ（３．０ｍＬ）、６０℃、オートクレーブ（容量１３．０ｍＬ）中で６時間。［ｂ］製品収率％（製品のモル／アルカン１００モル）、酸化剤に基づいた製品収率は［（アルカンに基づいた収率）／１．５］として求め得る。［ｃ］カルボン酸製品のモル／触媒のモル。［ｄ］ｐ（ＣＯ）＝３０ａｔｍ。［ｅ］Ｈ２Ｏ（２．０ｍＬ）／ＭｅＣＮ（４．０ｍＬ）。［ｆ］５０℃。「ｇ」シクロペンタン（１．５０ｍｍｏｌ）。［ｈ］ｐ（ＣＯ）＝４０ａｔｍ。［ｉ］触媒（２．０μｍｏｌ）。［ｊ］触媒（４．０μｍｏｌ）。［ｌ］Ｈ２ｔｅａ＝トリエタノールアミンのモノ脱プロトン化した形態。［ｍ］触媒（１６．０μｍｏｌ）。［ｎ］触媒（３２．０μｍｏｌ）。［ｏ］Ｈ２Ｏ（２．０ｍＬ）／ＭｅＣＮ（２．０ｍＬ）。［ｐ］触媒（１０．０μｍｏｌ）。
【００２３】
他の触媒、すなわち、［Ｃｕ２（Ｈ２ｔｅａ）２｛Ｃ６Ｈ４（ＣＯＯ）２−１,４｝］ｎ・２ｎＨ２Ｏ、［Ｃｕ（Ｈ２ｔｅａ）（Ｎ３）］、Ｃｕ（ＮＯ３）２・２．５Ｈ２Ｏ、Ｃａ［Ｖ｛ＯＮ（ＣＨ２ＣＯＯ）２｝２］、Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、ＭｎＯ２及びＦｅ（ＯＨ）３・０．５Ｈ２Ｏも、例えば、シクロヘキサンのカルボキシル化に適用されることができ、１４〜３９％の範囲のカルボン酸の収率となる（表２、実施例１７〜２３）。
【００２４】
触媒の量は、製品収率に対してわずかな影響しか有さないが、触媒量が低いと、ＴＯＮが相当に高くなる。例えば、シクロペンタンのカルボキシル化の場合、触媒量が８．０から２．０μｍｏｌへ減少すると、収率は２２．２から２０．５％へとわずかしか低下しないが、ＴＯＮは４２から１５３に増大する（表２、実施例１２及び１３）。
【００２５】
金属を用いないプロセス及び金属触媒を用いたプロセスの両方で、アルカン中の第２級炭素原子は、より容易にカルボキシル化され、分岐カルボン酸の形成に有利である。さらに、本発明者らのプロセスでは、直鎖アルカンのカルボン酸（典型的に、ＴＦＡ含有系で発生する）又はアルコール及びケトンへの部分的酸化はそれほど進行しない。
【００２６】
アルカンのカルボキシル化のための金属を用いないプロセス及び金属触媒を用いたプロセスの両方の効率は、様々な要因、すなわち、溶媒混合物の量及び組成（１：１又は１：２のＨ２Ｏ／ＭｅＣＮ容積比が通常非常に好ましいが、排他的なものではない）、並びにＣＯ圧力（２０ａｔｍの典型的なＣＯ圧力で、最も高い収率及び選択性が普通達成される）に応じて決まる。それにもかかわらず、触媒の種類及び量、酸化剤の量、全ての反応成分の相対量、並びに反応時間などの他の要因も、得られた結果に影響する。
【００２７】
参考文献
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化学、触媒反応及び配位化学に関し、金属触媒を用いたプロセス又は金属を用いないプロセス中で、Ｈ２Ｏ／ＭｅＣＮ媒体中及び酸化剤の存在下で、様々なアルカンから、ＣＯとのその低温反応を介してカルボン酸を製造するための効率的な単一ポット法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らの研究所で実施した、溶媒としてトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）を、並びに触媒として様々なＶ及びＲｅ化合物を含有する系における、アルカンのカルボン酸へのカルボキシル化に関する最近の研究を追究する中で［１、２］、本発明者らは、相当に高価で、反応中に消費され、腐食性のあるＴＦＡを、上述の欠点を克服し得る別の溶媒又は溶媒組成物で置換することを目的として、そのような種類のアルカン変換を実行するための、新規の、より効率的な方法を探してきている。金属触媒を用いたシクロアルカンの対応するアルコール及びケトンへの過酸化的酸化（すなわち、Ｈ２Ｏ２を用いる）は、例えば、本発明者らの研究所で実施したアルカン変換に関する他の研究が示しているように、水／アセトニトリル液体媒体中で起こり得るということを考慮に入れることによって［３、４］、本発明者らは初めて、この溶媒の混合物が、金属触媒の非存在下でさえ、（ｎ＋１）個の炭素原子を有するカルボン酸を選択的に生じるための、ＣＯによるガス状及び液体Ｃｎアルカンの両方の効率的なカルボキシル化にも顕著に好適となり得ることを見出した。
【０００３】
本研究は、Ｄｒ．Ｍ．Ｖ．Ｋｉｒｉｌｌｏｖａ及びＤｒ．Ａ．Ｍ．Ｋｉｒｉｌｌｏｖの博士過程内で、科学技術基金（Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（ＦＣＴ）のＰＯＣＩ２０１０プログラム（ＦＥＤＥＲが資金提供）、及び欧州ネットワーク（Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｎｅｔｗｏｒｋ）（人的資源及び流動性、マリーキュリー研究訓練ネットワーク、ＡＱＵＡＣＨＥＭプロジェクト）（Ｈｕｍａｎ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｒｉｅ−Ｃｕｒｉｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ， ＡＱＵＡＣＨＥＭ ｐｒｏｊｅｃｔ）の後援の下で、Ａ．Ｊ．Ｌ Ｐｏｍｂｅｉｒｏ教授の責任下のプロジェクトの一環として、Ｃｅｎｔｒｏ ｄｅ Ｑｕｉｍｉｃａ Ｅｓｔｒｕｔｕｒａｌ、Ｃｏｍｐｌｅｘｏ Ｉ、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｏ Ｓｕｐｅｒｉｏｒ Ｔｅｃｎｉｃｏ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｄａｄｅ Ｔｅｃｎｉｃａ ｄｅ Ｌｉｓｂｏａで展開された。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
（ａ）目的及び利点
Ｃ３〜Ｃ７脂肪族カルボン酸は、その幅広い工業的用途を考慮すると、非常に重要な、大きなトン数の製品である［５］。これらの酸の製造について、様々な方法が知られており、現在適用されているが［５］、通常、それらは相当に高価な原材料及び触媒の使用、複数の反応段、並びに過酷な反応条件を必要とし、低い収率及び選択性を示す。
【０００５】
したがって、本発明の全般的な目的は、アルカン（豊富で比較的安価な原材料として）の使用に基づいた、上記の制限を示さないであろう、それらのカルボン酸を合成するための新規の改善された方法を見出すこと、穏和な条件下で操作すること、並びに、好ましくは水（水性媒体）を含有する好都合な溶媒組成物を使用することにある。
【０００６】
穏和な条件下での、カルボン酸へのアルカン変換のための、本発明の前に知られている、多少関連している方法は、最初にＦｕｊｉｗａｒａ［６］によって開発され、本発明者らの研究所で、最適化し、様々なアルカン及び触媒に拡大した［１、２］。この系は、８０℃で、溶媒としての無水トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）中で及び金属触媒の存在下で、アルカンをＣＯ及びペルオキソ二硫酸塩と反応させることに基づいている。ＴＦＡが別の溶媒によって置換された場合、又はＴＦＡ及び任意の他の溶媒を含む溶媒組成物を使用した場合（後者の相対量が低い場合、例えば、１：２０でも）、その反応は上手くいかなかった。メタンを酢酸へ転化するためのカルボニル化剤［７］として、ＣＯの代わりにＣＯ２を使用することも、適切な溶媒としてＴＦＡを必要とする。溶媒としてのＴＦＡの使用は、そのコストが高いこと、回収が困難であること、及び反応に伴う消費が原因で、大きな欠点を構成する。その上、ＴＦＡは、強力で非常に腐食性の酸であり、環境面で許容できない溶媒である。
【０００７】
したがって、本発明の主な利点は、以下のものである。
単純で、容易に入手可能及びリサイクル可能であり、適用された反応条件下で不活性であり、ＴＦＡよりずっと安価であり、この酸の刺激性を有さない溶媒（水／アセトニトリル）を使用すること、
より穏和な反応条件下（ＴＦＡを用いた方法における８０℃に対し、５０〜６０℃）で操作すること、
例えば、抽出により、反応混合物からの生成物（カルボン酸）がより容易に分離されること、
常に金属触媒を必要とするＴＦＡ操作方法とは対照的に、金属触媒を使用することなく、その反応が実施できること、
選択性が優れていること、すなわち、典型的にＴＦＡ含有方法で得られるフッ素化副生成物（例えば、トリフルオロアルカン、トリフルオロカルボン酸エステル及び様々なアルキルトリフレート）を形成しないこと。
【０００８】
水又はアセトニトリル中でのカルボン酸へのアルカン変換は既に研究されてきているが［８〜１０］、本発明のものとは異なる方法及び系を含み、非常に低い活性（アルカンのカルボン酸への転化率は、通常、アルカンに基づいて３％を超えない）、中程度の選択性、及び特定のアルカンへの限定的な適用を示すことを述べる必要がある。
【０００９】
したがって、本発明のさらなる利点は、カルボン酸の顕著に高い収率（１バッチ中のアルカンに基づいて最大で７２％）、優れた選択性（触媒の種類又はその非存在によっても制御できる）、並びに直鎖又は環状のＣ２〜Ｃ４ガス状及びＣ５〜Ｃ６液体アルカン、或いはそれらの混合物の変換への適用性にある。さらに、本発明は、高い酸化剤効率（酸化剤に基づいた製品収率は最大で４８％）も示す。
【００１０】
本発明のさらに別の特定の利点は、単塩、酸化物、又は様々な配位化合物を含む、広範囲の遷移金属（典型的に、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ又はＣｒ）化合物を使用できることを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（ｂ）革新的特徴
本発明は、穏和な条件下で、ガス状（エタン、プロパン及びｎ−ブタン）及び液体（ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロペンタン及びシクロヘキサン）のアルカンを、水／アセトニトリル溶媒中で、金属触媒の非存在下又は存在下で、前記アルカンの少なくとも１種をＣＯ及びペルオキソ二硫酸塩と反応させることによって、炭素原子を１個多く有するカルボン酸へ変換するための新規の効率的な方法に関する。
【００１２】
上で示したように、ＣＯによるアルカンのカルボン酸へのカルボキシル化は既に達成されているが、この発明の前には、相当の効率を示すためには、強酸性媒体（無水トリフルオロ酸として）の使用及び金属触媒［１、２、６］の存在が必要とされていた。したがって、本発明の主な革新的特徴は、高い収率及び選択性で、様々なアルカンを、炭素原子を１個多く有するカルボン酸へ変換することを可能にする新規の溶媒組成物（すなわち、水／アセトニトリル混合物）の発見にある。この方法は、上述したような様々な利点を示し、経済的に魅力的である。
【００１３】
本発明者らの反応条件下では、水又はアセトニトリルのみではその反応は進行しないため、これら２種の溶媒の存在が不可欠であることも述べるべきである。様々な溶媒（例えば、ＴＦＡ［１、２、６］、Ｈ２ＳＯ４［７］、Ｈ２Ｏ［８ａ、ｃ、１０ｂ］、Ｈ２Ｏ／過フッ素化酸［８ｂ］、など）が、アルカンのカルボキシル化（ＴＦＡ系は別として、非常に低い効率を有する）に関して試験されてきたが、水／アセトニトリル混合物は、特に好適であり、そのようなタイプのプロセスに適用されたことはない。
【００１４】
本発明の別の重要な革新的特徴は、カルボン酸の形成のための他のプロセスの大部分で必要とされるものとは対照的に、金属触媒を必要とすることなく、アルカンのカルボキシル化を実施できることに関する。しかし、本発明者らの方法では、その反応は、金属触媒の存在下で促進することができ、より短い反応時間でより高い転化率となる。本発明者らは、トリエタノールアミンを有する銅化合物、すなわち、アルカンの過酸化的酸化に触媒作用を及ぼすと知られている［３ａ、ｂ、４ａ］がそのカルボキシル化反応に適用されたことがない水溶性四核錯体［Ｏ⊂Ｃｕ４｛Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３｝４（ＢＯＨ）４］［ＢＦ４］２、が特に適切な触媒であることを見出した。
【００１５】
さらに、本発明は、穏和な条件下（２５〜６０℃の温度範囲）及び水性媒体中で効率的及び選択的に進行する、ガス状及び液体アルカンからＣ−Ｃ結合を形成する珍しいプロセスを提供し、Ｃ３〜Ｃ７脂肪族カルボン酸のための既知の工業的プロセス［５］に対してだけではなく、大多数のアルカンの官能基化反応［１１］に対しても、優れているいくつかの点を示している。
【００１６】
（ｃ）技術的説明
本発明は、アルカン、一酸化炭素、酸化剤としてのペルオキソ二硫酸塩及び触媒（任意選択）を含む混合物を、水／アセトニトリル混合溶媒中で、好ましくは５０〜６０℃で反応させることによって、穏和な条件下で、様々なＣｎアルカンを、（ｎ＋１）個の炭素原子を有するカルボン酸に選択的に単一ポットで変換する新規の効率的方法（図式１）に関する。したがって、エタンはプロピオン酸へ、プロパンはイソ酪酸及び酪酸へ、ｎ−ブタンは２−メチルブタン酸へ、シクロペンタンはシクロペンタンカルボン酸へ、ｎ−ヘキサンは２−メチルヘキサン酸及び２−エチルペンタン酸へ、並びにシクロヘキサンはシクロヘキサンカルボン酸へ、それぞれ直接変換できる。
【化１】
【発明を実施するための形態】
【００１７】
典型的な実験手順の詳細な説明、及び本発明に従ったアルカン変換に関する選択した実施例に関する議論を以下に示す。
【実施例】
【００１８】
１−実験の詳細
典型的な実験では、反応混合物を以下のように調製した。テフロン（登録商標）被覆磁気攪拌子を備えた１３．０ｍＬのステンレス鋼オートクレーブに、触媒（任意選択）を０〜３２．０μｍｏｌ（典型的に８．０μｍｏｌ）、Ｋ２Ｓ２Ｏ８を１．００〜２．００ｍｍｏｌ（典型的に１．５０ｍｍｏｌ）、Ｈ２Ｏを２．０〜３．０ｍＬ、ＭｅＣＮを２．０〜４．０ｍＬ、及び液体アルカン（ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン及びシクロヘキサンの場合）を１．００〜１．５０ｍｍｏｌ（典型的に１．００ｍｍｏｌ）添加した。次いで、オートクレーブを閉じて、空気を取り除くために窒素を用いて３回洗い流し、２０〜４０ａｔｍ（典型的に２０ａｔｍ）の一酸化炭素で加圧した。ガス状アルカン（エタン、プロパン又はｎ−ブタン）を使用する場合、ＣＯを入れる前に、反応器を１〜１０ａｔｍのこのガスで加圧した。反応混合物を、磁気攪拌子及び油浴を使用して、２５〜６０℃で２〜６時間勢いよく攪拌し、その後、氷浴中で冷却し、ガスを抜き、開けてシュレンク管へ移した。無機化合物から分離するためのジエチルエーテル（９．０〜１１．０ｍＬ）及びシクロヘプタノン（９０μＬ、内部標準）を添加した。得られた混合物を勢いよく攪拌し、Ｆｉｓｏｎｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＧＣ８０００シリーズのガスクロマトグラフをＤＢ ＷＡＸ融解石英毛管カラム（Ｐ／Ｎ１２３−７０３２）及びＪａｓｃｏ−Ｂｏｒｗｉｎ ｖ．１．５０ソフトウェアと共に使用して、有機層をガスクロマトグラフィー（内部標準法）により分析した。生成物は、連結したＣａｒｌｏ Ｅｒｂａ（Ａｕｔｏ／ＨＲＧＣ／ＭＳ）ガスクロマトグラフと共にＴｒｉｏ ２０００ Ｆｉｓｏｎｓ分光計及びＶａｒｉａｎ ＵＮＩＴＹ３００ＮＭＲ分光計をそれぞれ使用して、ＧＣ−ＭＳ、１Ｈ及び１３Ｃ−｛１Ｈ｝ＮＭＲ技法によって同定した場合もあった。各触媒は、前述の方法［３ａ、４ａ、１２］に従って、又は市販元から得た。
【００１９】
アルカン、一酸化炭素、酸化剤、溶媒及びその組成物の相対量、触媒の種類、並びに反応温度などの、アルカンのカルボキシル化に対する様々な要因の影響の例については、表１及び２に列挙し、以下で論じる。
【００２０】
２−実施例
金属触媒の非存在下でさえも、様々なアルカンを、Ｈ２Ｏ／ＭｅＣＮ媒体中でＣＯによってカルボキシル化してカルボン酸を得ることができる（表１）。最も高いアルカンの転化率は、プロパン及びｎ−ペンタンに関して観察されており、Ｃ４及びＣ６カルボン酸の合計収率は、それぞれ最大で約３４及び１８％となっている（実施例２及び４）。他の場合では、カルボン酸全体の収率は、６〜１２％の範囲である。
表１．Ｈ２Ｏ／ＭｅＣＮ媒体中でのアルカンの対応するカルボン酸への金属を用いないカルボキシル化。［ａ］
【表１】
［ａ］選択した結果：典型的な（別段の定めのない限り）反応条件：ｐ（ガス状アルカン）＝Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８及びｎ−Ｃ４Ｈ１０に関して、それぞれ１０、５又は１．５ａｔｍ（２．６６、１．３３又は０．４０ｍｍｏｌ）、液体アルカン（１．００ｍｍｏｌ）、ｐ（ＣＯ）＝２０ａｔｍ（５．３２ｍｍｏｌ）、Ｋ２Ｓ２Ｏ８（１．５０ｍｍｏｌ）、Ｈ２Ｏ（３．０ｍＬ）／ＭｅＣＮ（３．０ｍＬ）、６０℃、オートクレーブ（容量１３．０ｍＬ）中で６時間。［ｂ］製品収率％（製品のモル／アルカン１００モル）。［ｃ］Ｋ２Ｓ２Ｏ８（２．００ｍｍｏｌ）。［ｄ］ｐ（ＣＯ）＝３０ａｔｍ。［ｅ］Ｈ２Ｏ（２．０ｍＬ）／ＭｅＣＮ（４．０ｍＬ）。［ｆ］シクロペンタン（１．５０ｍｍｏｌ）。「ｇ」５０℃。
【００２１】
アルカンのカルボキシル化は、典型的に、金属触媒の存在下でより効率的に進行し、したがって、カルボン酸のより高い収率につながり、これは、触媒の非存在下で実施される同じ反応と比較して、通常、より短い反応時間及び低い反応温度で達成できる。
【００２２】
四銅トリエタノールアミネート錯体［Ｏ⊂Ｃｕ４｛Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３｝４（ＢＯＨ）４］［ＢＦ４］２は、試験した錯体の中で最も高いレベルの活性を示す（表２）。この触媒に関しては、様々なアルカン全体の最大収率は、以下の順である。シクロヘキサンからシクロヘキサンカルボン酸（約７２％、実施例１５）、ｎ−ヘキサンから２−メチルヘキサン酸及び２−エチルペンタン酸（約４５％、実施例１４）、プロパンからイソ酪酸及び酪酸（約３８％、実施例９）、ｎ−ブタンから２−メチルブタン酸（約３０％、実施例１０）、ｎ−ペンタンから２−メチルペンタン酸及び２−エチルブタン酸（約２３％、実施例１１）、シクロペンタンからシクロペンタンカルボン酸（約２２％、実施例１２）、並びにエタンからプロピオン酸（約９％、実施例８）。ペルオキソ二硫酸塩酸化剤に基づいた収率も高く、典型的に、アルカンに基づいたものの２／３である。
表２．Ｈ２Ｏ／ＭｅＣＮ媒体中での、アルカンの、対応するカルボン酸への金属触媒を用いたカルボキシル化。［ａ］
【表２】
［ａ］選択した結果：典型的な（別段の定めのない限り）反応条件：ｐ（ガス状アルカン）＝Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８及びｎ−Ｃ４Ｈ１０に関して、それぞれ１０、３又は１．５ａｔｍ（２．６６、０．７８又は０．４０ｍｍｏｌ）、液体アルカン（１．００ｍｍｏｌ）、ｐ（ＣＯ）＝２０ａｔｍ（５．３２ｍｍｏｌ）、触媒（８．０μｍｏｌ）、Ｋ２Ｓ２Ｏ８（１．５０ｍｍｏｌ）、Ｈ２Ｏ（３．０ｍＬ）／ＭｅＣＮ（３．０ｍＬ）、６０℃、オートクレーブ（容量１３．０ｍＬ）中で６時間。［ｂ］製品収率％（製品のモル／アルカン１００モル）、酸化剤に基づいた製品収率は［（アルカンに基づいた収率）／１．５］として求め得る。［ｃ］カルボン酸製品のモル／触媒のモル。［ｄ］ｐ（ＣＯ）＝３０ａｔｍ。［ｅ］Ｈ２Ｏ（２．０ｍＬ）／ＭｅＣＮ（４．０ｍＬ）。［ｆ］５０℃。「ｇ」シクロペンタン（１．５０ｍｍｏｌ）。［ｈ］ｐ（ＣＯ）＝４０ａｔｍ。［ｉ］触媒（２．０μｍｏｌ）。［ｊ］触媒（４．０μｍｏｌ）。［ｌ］Ｈ２ｔｅａ＝トリエタノールアミンのモノ脱プロトン化した形態。［ｍ］触媒（１６．０μｍｏｌ）。［ｎ］触媒（３２．０μｍｏｌ）。［ｏ］Ｈ２Ｏ（２．０ｍＬ）／ＭｅＣＮ（２．０ｍＬ）。［ｐ］触媒（１０．０μｍｏｌ）。
【００２３】
他の触媒、すなわち、［Ｃｕ２（Ｈ２ｔｅａ）２｛Ｃ６Ｈ４（ＣＯＯ）２−１,４｝］ｎ・２ｎＨ２Ｏ、［Ｃｕ（Ｈ２ｔｅａ）（Ｎ３）］、Ｃｕ（ＮＯ３）２・２．５Ｈ２Ｏ、Ｃａ［Ｖ｛ＯＮ（ＣＨ２ＣＯＯ）２｝２］、Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、ＭｎＯ２及びＦｅ（ＯＨ）３・０．５Ｈ２Ｏも、例えば、シクロヘキサンのカルボキシル化に適用されることができ、１４〜３９％の範囲のカルボン酸の収率となる（表２、実施例１７〜２３）。
【００２４】
触媒の量は、製品収率に対してわずかな影響しか有さないが、触媒量が低いと、ＴＯＮが相当に高くなる。例えば、シクロペンタンのカルボキシル化の場合、触媒量が８．０から２．０μｍｏｌへ減少すると、収率は２２．２から２０．５％へとわずかしか低下しないが、ＴＯＮは４２から１５３に増大する（表２、実施例１２及び１３）。
【００２５】
金属を用いないプロセス及び金属触媒を用いたプロセスの両方で、アルカン中の第２級炭素原子は、より容易にカルボキシル化され、分岐カルボン酸の形成に有利である。さらに、本発明者らのプロセスでは、直鎖アルカンのカルボン酸（典型的に、ＴＦＡ含有系で発生する）又はアルコール及びケトンへの部分的酸化はそれほど進行しない。
【００２６】
アルカンのカルボキシル化のための金属を用いないプロセス及び金属触媒を用いたプロセスの両方の効率は、様々な要因、すなわち、溶媒混合物の量及び組成（１：１又は１：２のＨ２Ｏ／ＭｅＣＮ容積比が通常非常に好ましいが、排他的なものではない）、並びにＣＯ圧力（２０ａｔｍの典型的なＣＯ圧力で、最も高い収率及び選択性が普通達成される）に応じて決まる。それにもかかわらず、触媒の種類及び量、酸化剤の量、全ての反応成分の相対量、並びに反応時間などの他の要因も、得られた結果に影響する。
【００２７】
参考文献
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穏和な条件下でアルカンを一酸化炭素及び酸化剤と反応させることによりカルボン酸を調製する方法において、金属触媒の非存在下又は存在下で、反応媒体として水／アセトニトリル混合物を使用することを特徴とする方法。
【請求項２】
１：１の容積比のＨ２Ｏ／ＭｅＣＮを使用することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
アルカンとして、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、ｎ−ペンタン、シクロペンタン、ｎ−ヘキサン及びシクロヘキサン、又はこれらのアルカンのいずれかを含む混合物を使用することにより、炭素原子を１個多く有する対応するカルボン酸、すなわち、プロピオン酸、イソ酪酸、酪酸、２−メチルブタン酸、２−メチルペンタン酸、２−エチルブタン酸、シクロペンタンカルボン酸、２−メチルヘキサン酸、２−エチルペンタン酸及びシクロヘキサンカルボン酸、又は対応する酸の混合物を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
酸化剤として、ペルオキソ二硫酸塩化合物をそのままで或いは別の固体、液体又はガス状の酸化剤との混合物として使用することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ペルオキソ二硫酸塩化合物として、ペルオキソ二硫酸カリウムを使用することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
触媒として、遷移金属化合物を使用することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
遷移金属化合物として、式［Ｏ⊂Ｃｕ４｛Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３｝４−（ＢＯＨ）４］［ＢＦ４］２の四銅トリエタノールアミネート化合物を使用することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
遷移金属化合物として、［Ｃｕ２（Ｈ２ｔｅａ）２｛Ｃ６Ｈ４（ＣＯＯ）２−１,４｝］ｎ・２ｎＨ２Ｏ、［Ｃｕ（Ｈ２ｔｅａ）（Ｎ３）］、Ｃｕ（ＮＯ３）２・２．５Ｈ２Ｏ、Ｃａ［Ｖ｛ＯＮ（ＣＨ２ＣＯＯ）２｝２］、Ｆｅ（ＯＨ）３・０．５Ｈ２Ｏ、ＭｎＯ２及びＦｅ（ＯＨ）３・０．５Ｈ２Ｏからなる群から選択される化合物（式中、Ｈ２ｔｅａは、トリエタノールアミンのモノ脱プロトン化した形態を意味する）を使用することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
２５〜６０℃の範囲の反応温度及び２〜６時間の範囲の反応時間を使用することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
リサイクルされた反応物、混合溶媒及び触媒（使用された場合）を使用することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
触媒の種類、並びにアルカン、ＣＯ及び酸化剤の相対量によって、カルボン酸異性体の形成における選択性を制御することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１】
穏和な条件下でアルカンを一酸化炭素及び酸化剤と反応させることによりカルボン酸を調製する方法において、金属触媒の非存在下又は存在下で、反応媒体として水／アセトニトリル混合物を使用することを特徴とする方法。
【請求項２】
１：１の容積比のＨ２Ｏ／ＭｅＣＮを使用することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
アルカンとして、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、ｎ−ペンタン、シクロペンタン、ｎ−ヘキサン及びシクロヘキサン、又はこれらのアルカンのいずれかを含む混合物を使用することにより、炭素原子を１個多く有する対応するカルボン酸、すなわち、プロピオン酸、イソ酪酸、酪酸、２−メチルブタン酸、２−メチルペンタン酸、２−エチルブタン酸、シクロペンタンカルボン酸、２−メチルヘキサン酸、２−エチルペンタン酸及びシクロヘキサンカルボン酸、又は対応する酸の混合物を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
酸化剤として、ペルオキソ二硫酸塩化合物をそのままで或いは別の固体、液体又はガス状の酸化剤との混合物として使用することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ペルオキソ二硫酸塩化合物として、ペルオキソ二硫酸カリウムを使用することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
触媒として、遷移金属化合物を使用することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
遷移金属化合物として、式［Ｏ⊂Ｃｕ４｛Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３｝４−（ＢＯＨ）４］［ＢＦ４］２の四銅トリエタノールアミネート化合物を使用することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
遷移金属化合物として、［Ｃｕ２（Ｈ２ｔｅａ）２｛Ｃ６Ｈ４（ＣＯＯ）２−１,４｝］ｎ・２ｎＨ２Ｏ、［Ｃｕ（Ｈ２ｔｅａ）（Ｎ３）］、Ｃｕ（ＮＯ３）２・２．５Ｈ２Ｏ、Ｃａ［Ｖ｛ＯＮ（ＣＨ２ＣＯＯ）２｝２］、Ｆｅ（ＯＨ）３・０．５Ｈ２Ｏ、ＭｎＯ２及びＦｅ（ＯＨ）３・０．５Ｈ２Ｏからなる群から選択される化合物（式中、Ｈ２ｔｅａは、トリエタノールアミンのモノ脱プロトン化した形態を意味する）を使用することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
２５〜６０℃の範囲の反応温度及び２〜６時間の範囲の反応時間を使用することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
リサイクルされた反応物、混合溶媒及び触媒（使用された場合）を使用することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
触媒の種類、並びにアルカン、ＣＯ及び酸化剤の相対量によって、カルボン酸異性体の形成における選択性を制御することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【公表番号】特表２０１０−５１６６７０（Ｐ２０１０−５１６６７０Ａ）
【公表日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４６３３７（Ｐ２００９−５４６３３７）
【出願日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＰＴ２００８／０００００３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０８８２３４
【国際公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（５０５１５０９０３）インスティテュート スペリオール テクニコ (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＰＴ２００８／０００００３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０８８２３４
【国際公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（５０５１５０９０３）インスティテュート スペリオール テクニコ (4)
【Ｆターム（参考）】
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