水素活性電極を用いた高選択的電解触媒反応の開発

Research Project

Project/Area Number	61211004
Research Category	Grant-in-Aid for Special Project Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	長哲郎東北大, 薬学部, 教授 (10010753)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	末永智一東北大学, 工学部, 助手 (70173797)
Project Period (FY)	1986
Project Status	Completed (Fiscal Year 1986)
Budget Amount *help	¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000) Fiscal Year 1986: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords	ラネーニッケル / 金属分散ナフィオン電極 / 電解触媒 / 接触還元 / ペアード電解 / ニトリル還元 / アルコキシシクロアルカン
Research Abstract	ラネーニッケル(R-Ni),パラジウム炭素(Pd-C),白金炭素(Pt-C)などの導電性触媒を陰極とした各種還元性化合物の水素化反応について、従来の接触還元法あるいは直接電解法と対比しながらその特徴を明らかにした。1.ニトリル類の還元。R-Ni粉末電極を用い脂肪族ニトリル類、ベンゾニトリルの還元を【NaOCH_3】/メタノール溶液中、【NH_3】吹込み下に行ない、ほぼ定量的に電流効率50%以上で対応するアミノ化合物へ還元され、接触還元法に比し高収率であった。P-ニトロベンゾニトリルの同様な還元ではp-アミノベンゾニトリルの収率は約60%であり、選択的還元については今後検討の要がある。 2.1-シクロヘキセン-2-オンのカルボニル基の選択還元。(d【(NC-3)_2】存在下、R-Co粉末電極の使用により約15%の1-シクロヘキセン-2-メタノールの生成を認めたが、オレフイン結合を残しカルボニル基のみを選択的に還元することはまだ不十分である。 3.オレフインのアルコール付加反応。テトラエチルアンモニウムブロミドの存在下、アルコール溶媒中、R-Ni粉末電極で、シクロアルケン類のペアード電解を行ない、対応するアルコキシシクロアルカンを一段反応、高収率で得た。Pa-C,Pt-C,Ni板では進行せず、電解触媒法に特徴的であった。 4.触媒固定化電極の作製。水素活性触媒を電極表面に固定した触媒電極を焼成法と電析法で作製した。焼成法では鋳型中でNi微粉末をNi基板電極上に水素雰囲気下800℃で焼成して作製した。電析法ではグラッシーカーボン上にナフィオン(Nafion)を塗布し、この層にニッケル塩から超微粒子ニッケルを分散させ、高活性の触媒電極になることが認められた。今後、上記の触媒担持電極を使用した中規模電解槽の試作を行ない、プロセス化をはかる予定である。