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廃棄物の削減とバイオマスの利用を目指した二酸化炭素を原料とする機能材料の開発

Research Project

Project/Area Number 23K11501
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64030:Environmental materials and recycle technology-related
Research InstitutionOsaka Research Institute of Industrial Science and Technology

Principal Investigator

三原 正稔  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究室長 (70416296)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中井 猛夫  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (60443545)
中尾 秀一  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (60910156)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2028-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2027: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2026: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords二酸化炭素 / ジオール類 / カーボネート類 / バイオマス / カーボネート / アルコール
Outline of Research at the Start

有用物質の炭素源として二酸化炭素を有効に利用することが強く望まれている。本研究では、二酸化炭素とバイオマスから有用化合物へ効率よく変換するにあたり、廃棄物の削減も考慮に入れた反応開発を行う。これまでの知見を基に、有機強塩基と金属触媒に再生可能な脱水アシスト剤を組み合わせることにより、二酸化炭素とアルコール類からカーボネート類へ比較的温和な条件で変換する。得られたカーボネート類は、機能性樹脂原料などとして利用する。

Outline of Annual Research Achievements

二酸化炭素を炭素源として有効に利用することが強く望まれているが、二酸化炭素とジオール類から環状カーボネート類を合成する方法は、水だけを副生するため、最も有効な手法の一つとして考えられている。しかし、本反応は、熱力学的に不利なため、収率良く目的物を得るためには、通常、脱水剤が必要である。脱水剤としては、種々報告されているが、再生可能な観点から、2-シアノピリジンが優れた脱水剤として挙げられる。しかし従来は、触媒とともに2-シアノピリジンを高温・高圧で使用する必要があった。そこで本研究では、より温和な条件でも高い活性を示す触媒の開発を目指して検討した。その結果、触媒量の有機強塩基と金属ハロゲン化物を2-シアノピリジンと組み合わせて用いることにより、二酸化炭素とジオール類から、比較的温和な条件でも環状カーボネート類を合成できることが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2-シアノピリジンを用いる二酸化炭素とジオール類からの環状カーボネート類の合成において、従来より温和な条件で働く触媒系を見出すことができた。

Strategy for Future Research Activity

触媒として有機強塩基と金属ハロゲン化物の組み合わせを、反応条件として溶媒などを検討し、収率の向上を目指す。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Zinc Iodide-Metal Chloride-Organic Base: An Efficient Catalytic System for Synthesis of Cyclic Carbonates from Carbon Dioxide and Epoxides under Ambient Conditions2023

    • Author(s)
      Masatoshi Mihara, Shuichi Nakao, Takeo Nakai, Takumi Mizuno
    • Journal Title

      Catalysts

      Volume: 13 Issue: 8 Pages: 1214-1214

    • DOI

      10.3390/catal13081214

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 2-シアノピリジンを用いる臭化ニッケル-DBU触媒によるジオール類と二酸化炭素からの環状カーボネート類の合成2024

    • Author(s)
      三原正稔、江崎嘉宣、兵藤憲吾、中尾秀一、中井猛夫、伊藤貴敏
    • Organizer
      第104回日本化学会春季年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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