JPH10137599A - ヘテロポリ酸の回収方法 - Google Patents

ヘテロポリ酸の回収方法

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JPH10137599A
JPH10137599A JP30035296A JP30035296A JPH10137599A JP H10137599 A JPH10137599 A JP H10137599A JP 30035296 A JP30035296 A JP 30035296A JP 30035296 A JP30035296 A JP 30035296A JP H10137599 A JPH10137599 A JP H10137599A
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JP
Japan
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acid
phase
heteropoly acid
amine
oil
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JP30035296A
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English (en)
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Kazuyuki Tomita
和幸 冨田
Makoto Sumiya
眞 住谷
Masabumi Jinpo
正文 神宝
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘテロポリ酸を含有する水溶液から、効率的
にヘテロポリ酸を回収する方法を提供すること。 【解決手段】 ヘテロポリ酸を含有する水相を、油溶性
アミンを含有する有機溶媒からなる有機相と接触させ
て、ヘテロポリ酸を有機相に移行させる工程と、ヘテロ
ポリ酸を有機相に移行させた後、該有機相を水相と接触
させヘテロポリ酸を回収する工程とからなる方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、ヘテロポリ酸を回
収する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ヘテロポリ酸を触媒に用いて水溶性基質
を化学的処理する方法は種々知られている。たとえば、
CATAL.REV.-SCI.ENG.,37(2),311-352(1995) あるいは日
本化学会編, 季刊化学総説20, 「ポリ酸の化学」には、
ヘテロポリ酸を触媒に用いる、光反応、重合反応、オレ
フィンの水和反応並びに酸素及び過酸化水素などを酸化
剤とするアルデヒド、オレフィン、(ジ)アルコール、
フェノール又はアミンの酸化反応などの化学反応が列挙
されている。特開昭63-84637号公報には、ヘテロポリ酸
を触媒に用い、糖類を基質とするグリコシド化、アセタ
ール化、前記以外のエーテル化、エステル化、エーテル
交換、エステル交換及び酸化などの反応が記載されてい
る。特開昭63-159391 号公報には、ヘテロポリ酸を触媒
に用い、アシル化された糖類を基質としてフェノール類
と反応させるするアリールグリコシド類の製造方法が記
載されている。J.Org.Chem.,51,1599-1602(1986)には、
実質的にリンタングステン酸型の複合酸触媒を用いて、
過酸化水素を酸化剤とするジオールのカルボキシル化反
応が記載されている。Starch,41(8),303-309(1989)に
は、実質的にリンタングステン酸型の複合酸触媒を用い
て、過酸化水素を酸化剤とする澱粉の酸化反応が記載さ
れている。ヘテロポリ酸は一般に高価であるので、ヘテ
ロポリ酸を触媒に用いる上述の方法を工業的に実施する
上では、ヘテロポリ酸を触媒として使用した後、これを
回収する方法を開発することが重要である。J.Org.Che
m.,53,3587-3593(1988)には、ヘテロポリ酸を4級アン
モニウム塩界面活性剤と組み合わせて有機相への親和性
を持たせる方法が記載されているが、水相または有機相
からのヘテロポリ酸触媒の効率的な回収方法ついては記
載されていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ヘテロポリ
酸を含有する水溶液から効率的にヘテロポリ酸を回収す
る方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ヘテロポ
リ酸を回収する方法について鋭意検討した結果、本発明
を完成するに至った。すなわち、本発明はヘテロポリ酸
を含有する水相を、(1)油溶性アミンを含有する有機
溶媒からなる有機相と接触させて、ヘテロポリ酸を有機
相に移行させる工程、(2)ヘテロポリ酸を有機相に移
行させた後、該有機相を、水相と接触させ、ヘテロポリ
酸を水相に移行させる工程からなるヘテロポリ酸を回収
する方法からなり、(1)工程の水相のpHを酸性に、
(2)工程の水相のpHをアルカリ性に制御することを
特徴とする方法である。(1)の工程のヘテロポリ酸を
含有する水相を、油溶性アミンを含有する有機溶媒から
なる有機相と接触させて、ヘテロポリ酸を有機相に移行
させた後の水相のpHは6.4以下、好ましくは0〜
6.0、より好ましくは1.0〜4.0である。油溶性
アミンの使用モル量は、好ましくはヘテロポリ酸の酸当
量以上、より好ましくは酸当量の2倍以上である。水相
と有機相の容量比は、100:1〜1:100から選ば
れ、好ましくは10:1〜1:2から選ばれる。若干量
の油溶性アミンが酸性の水相に移行することがあるの
で、さらに溶剤による抽出工程を付設して水相から油溶
性アミンを回収することが好ましい。(2)の工程の有
機相を、水相と接触させ、ヘテロポリ酸を水相に移行さ
せた後の水相のpHは7.1以上、好ましくは7.5〜
13である。油溶性アミンの使用モル量は、好ましくは
ヘテロポリ酸の酸当量以上、より好ましくは酸当量の2
倍以上である。水相と有機相の容量比は、100:1〜
1:100から選ばれ、好ましくは20:1〜1:2か
ら選ばれる。pHの調整には、水溶性の酸性又は塩基性
の無機化合物の使用が好ましい。たとえば、硫酸や塩酸
などの鉱酸、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの
アルカリ金属の水酸化物又は炭酸塩が好適に使用され
る。有機相と水相を接触させる操作は公知の抽出装置、
好ましくは多段向流抽出装置により行われる。界面の処
理に遠心分離やコアレッサーを使用しても良い。
【0005】本発明において使用されるヘテロポリ酸
は、ヘテロ原子がリン、ヒ素、ケイ素、ホウ素又はゲル
マニウムでポリ原子がモリブデン、タングステン、ニオ
ブ、バナジウムもしくはそれらの混合物である、ケギン
構造、ドーソン構造又はその他の構造からなるからなる
ヘテロポリ酸である。例えば、リンモリブデン酸、ヒ素
モリブデン酸、ケイモリブデン酸、ゲルマノモリブデン
酸、ホウモリブデン酸、リンタングステン酸、ヒ素タン
グステン酸、ケイタングステン酸、ゲルマノタングステ
ン酸、ホウタングステン酸、リンバナジン酸、ヒ素バナ
ジン酸、ケイバナジン酸、ゲルマノバナジン酸、ホウバ
ナジン酸、リンニオブ酸、ヒ素ニオブ酸、ケイニオブ
酸、ゲルマノニオブ酸、ホウニオブ酸及びこれらの塩が
挙げられる。さらに、ポリ原子の一部が4A族、5A
族、6A族、7A族、8族、1B族及び2B族からなる
群から選ばれた少なくとも一種の遷移金属原子で置換さ
れた置換ヘテロポリ酸及びこれらの塩も使用できる。置
換に使われる遷移金属原子の種類としては、例えば、4
A族としてTi、Zr、5A族としてV、Nb、6A族
としてCr、Mo、W、7A族としてMn、Re、8族
としてFe、Co、Ni、Ru、1B族としてCu、2
B族としてZn等が挙げられる。本発明における溶媒
は、水に実質上、溶解せずに相分離する溶媒である。具
体的には、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族
炭化水素、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテルなど
のエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル、
ペンチルアルコール、オクチルアルコールなどの高級ア
ルコール、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭
素、トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素が例
示される。2種以上の溶媒を混合使用しても差し支えな
い。
【0006】本発明における油溶性アミンは水相−有機
相の二相系で有機相側に分配されるアミンであって、具
体的には、炭素数5以上の脂肪族又は脂環式のアミンで
ある。脂肪族アミンとしては、窒素原子に炭素数5以上
のアルキル基が1個、2個又は3個結合した一級アミ
ン、二級アミン又は三級アミンがあり、中でも窒素原子
に炭素数5〜16のアルキル基が1個又は3個結合した
一級アミン又は三級アミンが好ましく、窒素原子に炭素
数5〜10のアルキル基が3個結合した三級アミンがよ
り好ましい。脂環式アミンとしては、炭素数5以上の含
窒素複素環からなるアミンが好ましく、ピペリジン及び
その誘導体がより好ましい。2種以上の油溶性アミンを
混合使用しても差し支えない。油溶性アミンの代わりに
アンモニアや4級アンモニウム塩を使用した場合は、不
溶性の沈澱物を生じ、又は水相と有機相との液−液分離
性が悪く、ヘテロポリ酸を効率良く回収することが容易
でない。溶媒と油溶性アミンの組合わせは前記した中か
ら選ばれるが、液−液分離性の点から、ジエチルエーテ
ル/トリ−n−オクチルアミン、ジエチルエーテル/ピ
ペリジン、酢酸エチル/トリ−n−ヘキシルアミン、酢
酸エチル/ピペリジン、オクチルアルコール/n−オク
チルアミン、ジクロロメタン/トリ−n−オクチルアミ
ン、クロロホルム/トリ−n−オクチルアミン、4塩化
炭素/トリ−n−オクチルアミンなどが好ましい組合わ
せである。特に、有機相として窒素原子に炭素数5〜1
0のアルキル基が3個結合した三級アミンと特定の溶媒
との組合わせ、例えば、エ−テル類/トリ−n−オクチ
ルアミン、ハロゲン化炭素/トリ−n−オクチルアミン
は水相と有機相との液−液分離性が極めて優れ、また、
アミンの水相へのロスが極めて小さいので、好ましい。
さらに好ましくは、ジエチルエーテル/トリ−n−オク
チルアミン、ジクロロメタン/トリ−n−オクチルアミ
ン、クロロホルム/トリ−n−オクチルアミン、4塩化
炭素/トリ−n−オクチルアミンの組合せである。
【0007】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。実施例において水相のリンタングステン酸の濃度
はタングステンを指標にICPで、有機相のアミンの濃
度は窒素を指標に窒素分析計で求めた。
【0008】実施例1 (1)リンタングステン酸3gを含有する水相50ml
を、ヘテロポリ酸を分離後のpHが6.0以下となる様
に酸を加えた後、トリ−n−オクチルアミン7.3gを
含むジクロロメタン75mlと混合後、静置し、水相と有
機相とに分離した。水相のpH2.3、リンタングステ
ン酸の有機相への抽出率100.0%、トリ−n−オク
チルアミンの水相への移行率0.2%であった。 (2)水酸化ナトリウム水溶液75mlと、(1)の工程
で得られたリンタングステン酸を含有する有機相を混合
後、静置し水相と有機相とに分離した。水相のpH7.
6、リンタングステン酸の有機相への抽出率95.3
%、トリ−n−オクチルアミンの水相への移行率0.1
%であった。
【0009】比較例1 (2)の工程の水酸化ナトリウム水溶液の濃度を変えた
他は、実施例1と同様の操作を行った。水相のpHは
6.7、リンタングステン酸の水相への抽出率は24.
9%であった。
【0010】比較例2 トリ−n−オクチルアミンの代わりに、同モル量のステ
アリルトリメチルアンモニウムクロライドを使用した他
は、実施例1と同様の操作を行った。不溶物が生成し、
水相と有機相との分離が困難であった。
【発明の効果】本発明に従うと、ヘテロポリ酸がきわめ
て効率良く回収されるので、ヘテロポリ酸を触媒として
使用する方法に適用し、ヘテロポリ酸触媒を使用する工
業的に有利な方法を提供できる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水媒体中のヘテロポリ酸を回収する方法に
    おいて、下記(1)、(2)の工程からなることを特徴
    とするヘテロポリ酸の回収方法。 (1) ヘテロポリ酸を含有する水相を油溶性アミンを
    含む有機溶媒からなる有機相と接触させ、相分離した後
    の水相のpHが6.4以下である工程。 (2) 工程(1)で得られた有機相を水と接触させ、
    相分離した後の水相のpHが7.1以上である工程。
  2. 【請求項2】油溶性アミンのモル量がヘテロポリ酸の酸
    当量以上である請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】油溶性アミンが、炭素数5以上の脂肪族又
    は脂環式のアミンである請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】油溶性アミンが、窒素原子に炭素数5〜1
    0のアルキル基が1個又は3個結合した一級脂肪族アミ
    ン又は三級脂肪族アミンである請求項1又は2記載の方
    法。
  5. 【請求項5】ヘテロポリ酸が、リンタングステン酸又は
    その塩である請求項1、2、3または4記載の方法。
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