[发明专利]表面修饰埃洛石、表面修饰埃洛石的制造方法和催化反应

说明书

本发明的目的在于提供显示出高催化活性的新型的固体催化剂、上述固体催化剂的制造方法以及使用上述固体催化剂的催化反应。本发明的表面修饰埃洛石是一种表面具有含羧基的基团或含磺基的基团的埃洛石。

技术领域

本发明涉及表面修饰埃洛石、表面修饰埃洛石的制造方法和催化反应。

背景技术

作为将纤维素水解来合成葡萄糖的方法，提出了使用经碱活化的碳作为固体催化剂的方法(非专利文献1)、使用磺化碳作为固体催化剂的方法(非专利文献2)。

另外，作为由属于天然存在的糖的果糖来合成期待作为生物燃料和塑料原料的羟甲基糠醛(HMF)的方法，提出了一种在二甲基亚砜(DMSO)溶剂中使用酸催化剂的方法(非专利文献3)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：K.Yabushita等人，“A Study on Catalytic Conversion of Non－Food Biomass into Chemicals”，Springer Singapore，2016年，p.43～75

非专利文献2：X.Qi等人，“Bioresource Technology”，2012年，第116卷，p.355～359

非专利文献3：Ken-ichi Shimizu和另外2人，“Catalysis Communications”，2009年8月25日，第10卷，第14号，p.1849～1853

发明内容

然而，使用酸催化剂在DMSO溶剂中进行反应时，存在溶剂的分离回收困难的缺点。因此，在上述合成反应等反应中，要求开发出一种在通用性溶剂中显示出高活性、且容易分离回收的固体催化剂。

本发明的目的在于提供与非专利文献1～3同样地显示出高催化活性的新型固体催化剂、上述固体催化剂的制造方法和使用上述固体催化剂的催化反应。

本发明人等对上述课题进行了深入研究，结果发现表面具有含羧基的基团或含磺基的基团的埃洛石显示出高催化活性，从而完成了本发明。

即，本发明人等发现通过以下的构成能够解决上述课题。

(1)一种表面修饰埃洛石，是表面具有含羧基的基团或含磺基的基团的埃洛石。

(2)根据上述(1)所述的表面修饰埃洛石，其是表面还具有羟基的埃洛石。

(3)根据上述(1)或(2)所述的表面修饰埃洛石，其中，至少一部分为纳米管状。

(4)一种表面修饰埃洛石的制造方法，通过使埃洛石与羧酸酐或环状磺酸酯反应来制造上述(1)或(2)所述的表面修饰埃洛石。

(5)一种表面修饰埃洛石的制造方法，通过使含有纳米管状埃洛石的埃洛石与羧酸酐或环状磺酸酯反应来制造上述(3)所述的表面修饰埃洛石。

(6)一种催化反应，将上述(1)～(3)中任一项所述的表面修饰埃洛石作为固体催化剂使用。

(7)根据上述(6)所述的催化反应，其中，将上述(1)～(3)中任一项所述的表面修饰埃洛石作为固体催化剂使用，通过将多糖水解来合成单糖，或者通过将果糖脱水分解来合成羟甲基糠醛。

如下所示，根据本发明，能够提供显示出高催化活性(例如，高收率、高选择率、高反应转化率、特别是高收率)的新型的固体催化剂、上述固体催化剂的制造方法和使用上述固体催化剂的催化反应。

附图说明

图1表示表面修饰前后的埃洛石的FT-IR光谱。

图2表示实施例中使用的埃洛石的XRD图谱。