ファインケミカル合成を指向した酸素酸化用触媒の開発

• Project Area: Precise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions
• Project/Area Number: 16H01044
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 田中 真司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20738380)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2017: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: グリシドール / アンモニウム塩 / 有機触媒 / グリシジルエステル / エステル交換 / ファインケミカル / エポキシド / 酸化 / 酸素 / グリシジル化合物 / 触媒 / グリーンケミストリー

Outline of Annual Research Achievements

グリシドールは植物由来化成品の一つであるグリセリンから誘導可能であり、基幹化学品として将来有望な化合物である。特に、エポキシ樹脂の原料モノマーとなるグリシジル化合物を製造する際の、従来法で用いられるエピクロロヒドリンに代わる出発原料としての利用が期待される。しかし、水酸基と相互作用した末端エポキシは開環反応を生じやすく、エポキシを維持した状態での変換は極めて困難であった。我々は、グリシドールを開環することなく変換するための触媒として、第四級アルキルアンモニウム塩が有効であり、触媒的なエステル交換反応によりグリシジルエステルを合成できることを見出した。特に本年度は、計算化学的手法により本反応のメカニズム考察を行なったほか、触媒の最適化により一般的なエステル交換反応に応用することに成功した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)
• [Journal Article] Quaternary Alkyl Ammonium Salt-Catalyzed Transformation of Glycidol to Glycidyl Esters by Transesterification of Methyl Esters (2018)
  • Author(s): 田中 真司, 中島 拓哉, 前田敏江, Ratanasak Manussada, 長谷川淳也, 今 喜裕, 田村 正則, 佐藤 一彦
  • Journal Title: ACS Catalysis Volume: 8 Issue: 2 Pages: 1097-1103
  • DOI: 10.1021/acscatal.7b03303
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Concerted Catalysis in Tight Spaces: Palladium-Catalyzed Allylation Reactions Accelerated by Accumulated Active Sites in Mesoporous Silica (2017)
  • Author(s): 本倉 健、池田 まりか、南保 雅之、田 旺帝、中島 清隆、田中 真司
  • Journal Title: ChemCatChem Volume: - Issue: 15 Pages: 2924-2929
  • DOI: 10.1002/cctc.201700439
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Copper-Catalyzed Selective Oxygenation of Methyl and Benzyl Substituents in Pyridine with O2 (2017)
  • Author(s): 阿部司、田中真司、小川敦子、田村正則、佐藤一彦、伊東忍
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 46 Issue: 3 Pages: 348-350
  • DOI: 10.1246/cl.161074
  • NAID: 130005436660
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 環境共生化学によるものづくり 世界をリードする触媒技術が低環境負荷社会を実現する (2016)
  • Author(s): 田中真司、佐藤一彦
  • Journal Title: 工業材料 Volume: 64 Pages: 45-48
• [Presentation] メソポーラスシリカ細孔内でのPd錯体の協奏的触媒作用によるアリル化反応の促進 (2017)
  • Author(s): 本倉健 池田まりか 南保雅之 田旺帝 中島清隆 田中 真司
  • Organizer: 第１２１回触媒討論会
• [Presentation] 固定化Pd錯体とシラノール基の協奏的触媒作用によるアリルアルコールを用いたアリル化反応の促進 (2017)
  • Author(s): 池田まりか 本倉健 南保雅之 田旺帝 中島清隆 田中 真司
  • Organizer: 日本化学会第９８春季年会
• [Presentation] メソポーラスシリカ固定化 Pd 錯体の協奏的触媒作用による高効率アリル化反応 (2017)
  • Author(s): 池田まりか 本倉健 南保雅之 田旺帝 中島清隆 田中 真司
  • Organizer: 第７回CSJ化学フェスタ
• [Presentation] Concerted Catalysis between Metal Complexes and Organic Amines on Surface for Significant Acceleration of Organic Synthesis (2017)
  • Author(s): 本倉健 前田 恭吾 池田まりか 南保雅之 田旺帝 中島清隆 田中 真司
  • Organizer: 国際シンポジウム “Future Earth”エネルギー課題に資する新奇なナノ物質・触媒・表面
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mesoporous Silica-supported Pd Complex for Allylation Reactions with Allylic Alcohol (2017)
  • Author(s): 本倉健 池田まりか 南保雅之 田旺帝 中島清隆 田中 真司
  • Organizer: EUROPACAT2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Highly Selective Activation of Glycidol and Catalytic Transesterification Using Quaternary Ammonium Salts (2017)
  • Author(s): 田中真司、今喜裕、田村正則、佐藤一彦
  • Organizer: 第96日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Iron-Catalyzed Oxidation of Alcohols and Aldehydes by Environmentally Benign Oxidants (2016)
  • Author(s): 田中 真司、今 喜裕、田村 正則、佐藤 一彦
  • Organizer: 27th International Conference on Organometallic Chemistry
  • Place of Presentation: メルボルン
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 四級アンモニウム塩触媒を用いたエステル交換反応によるグリシジルエステルの合成 (2016)
  • Author(s): 田中 真司、今 喜裕、田村 正則、佐藤 一彦
  • Organizer: 第118回触媒討論会
  • Place of Presentation: 盛岡
• [Patent(Industrial Property Rights)] エステル製造用触媒及びエステルの製造方法 (2017)
  • Inventor(s): 田中真司、今喜裕、田村正則、佐藤一彦
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合研究所
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2017-229049
  • Filing Date: 2017
• [Patent(Industrial Property Rights)] 芳香族ニトリル化合物の合成法 (2017)
  • Inventor(s): 田中真司、田村正則、佐藤一彦、真島和志、劒隼人、上田耀平
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合研究所
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2017-034024
  • Filing Date: 2017-02-24
• [Patent(Industrial Property Rights)] アリル化反応用触媒 (2017)
  • Inventor(s): 田中真司、田村正則、佐藤一彦、本倉健、池田まりか
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合研究所
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2017-039618
  • Filing Date: 2017-03-02
• [Patent(Industrial Property Rights)] ホルミルピリジン類の製造方法 (2016)
  • Inventor(s): 田中真司、田村正則、佐藤一彦、伊東忍、阿部司
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合研究所
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-116314
  • Filing Date: 2016-06-10