Theory for construction of low entropy reaction space toward heterogeneous catalysts and complicated catalysts

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Highly organized catalytic reaction chemistry realized by low entropy reaction space
• Project/Area Number: 21H05082
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2022-2023); The University of Tokyo (2021)
• Principal Investigator: Miyamura Hiroyuki 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 (00548943)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 八谷 巌 三重大学, 工学研究科, 教授 (50312038)
• Project Period (FY): 2021-08-23 – 2024-03-31
• Keywords: 低エントロピー反応空間 / 連続フロー合成 / 不均一系触媒 / 協調触媒 / 水素化反応 / 核水添反応 / アントラキノン化合物

Outline of Final Research Achievements

We focused on cooperative catalytic systems which enabled lowering activation energy by synergistic effect. We developed cooperative catalytic systems of Rh-Pt/DMPSi-Al2O3 and Sc(OTf)3 for hydrogenation of aromatic compounds.
We developed heterogeneous catalysts for selective hydrogenation of quinizarins to leuco-quinizarins under continuous-flow conditions. We also developed Flow-Batch-Separator unified reactor systems to integrate flow synthesis of leuco-quinizarins and derivatization of leuco-quinizarins.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、環境負荷の低い有機合成法や機能性化学品の生産プロセスが注目される中、省物質消費、省エネルギー社会の実現に高機能触媒や高効率化学プロセスの実現が望まれている。本研究では、半永久的に使用可能な不均一系触媒の開発と、それを用いる連続フロー有機合成反応の開発に焦点を当てた。特に、新たに開発した不均一系触媒を用い、クリーンな原料である水素を原料に、機能性化学品として有用な様々な化合物の連続フロー合成を達成した。今後は本研究で開発した連続フロー合成のスケールアップによる機能性化学品の大量合成の実証や、実生産による社会実装への展開が期待される。