2015 Fiscal Year Research-status Report
木質バイオマス完全高度利用に向けた芳香族置換基変換反応の確立
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15K06564
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中川 善直 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10436545)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | メトキシ基除去 / 側鎖酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
木質バイオマス中のリグニン由来化合物の代表として、グアイアコールおよび4-プロピルフェノールに着目している。グアイアコールの水素化による2-メトキシシクロヘキサノールの合成をまず行い、Pd/C触媒とTHF溶媒を用いることで高い単離収率で合成できた。
2-メトキシシクロヘキサノールの固定床流通式反応による脱水素脱メタノールを各種貴金属触媒を用いて実施し、Pd/SiO2触媒により、初期にフェノールが0.8%収率で得られた。経時変化安定性が高いのはPt/SiO2触媒で、フェノール収率は0.3%となった。Pd, Ptいずれの触媒についても4%程度収率に相当する炭素質の析出が確認され、並行して実施しているバイオマスタールの改質反応研究の結果と考え合わせ、フェノールの分解による速い炭素質生成が起きていることが示唆された。
メトキシ基の脱メタン反応について、メトキシシクロヘキサンを基質として実施し、Ru系触媒としては粒子径を大きくした方が表面当たり活性およびシクロヘキサノール選択性に優れていることを確認した。また、第2金属を添加したRu触媒を検討し、Cuを添加した触媒でシクロヘキサノールからシクロヘキサンへの逐次反応を減少させることができ、シクロヘキサノール収率は約60%となった。
4-プロピルフェノールの側鎖酸化反応についても実施し、水+酢酸溶媒、Pt触媒とPd触媒の混合により、8%収率で4-ヒドロキシプロピオフェノンを得た。一方で、このような酸性条件ではフェノール環の酸化重合が激しく起こり、この抑制が今後の課題となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定していた脱メタン反応、脱水素脱メタノール反応を実施し、脱メタン反応の開発は進んでいる。固定床流通式反応による脱水素脱メタノールが反応が予想よりも低収率・速い触媒劣化となり、やや遅れているが、今年度以降にスタート予定していた側鎖酸化反応の研究を前倒ししてスタートできているので、全体としては順調に進展といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
脱メタン反応、側鎖酸化反応は引き続き実施する。脱水素脱メタノール反応は、固定床流通式による実施は困難と考え、液相還流装置を用いた反応に切り替えることを想定する。
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