2017 Fiscal Year Annual Research Report
An efficient synthesis of novel bio-based carbon-chain structures utilizing a multi-functional zeolite having acid and base sites.
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16H06596
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大友 亮一 北海道大学, 地球環境科学研究院, 助教 (10776462)
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2016-08-26 – 2018-03-31
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| Keywords | ゼオライト / バイオマス / 糖類 / ハフニウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は、Baeyer-Villiger酸化に高活性・高選択性を示すヘテロ金属として前年度に選定したSnおよびHfを含むBetaゼオライトを触媒に用いて、過酸化水素を酸化剤に用いたフルクトース（C6糖）のBaeyer-Villiger酸化および生成したエステルの加水分解によるC4糖の合成を試みた。水溶媒中で、どちらの触媒を用いたときにもC4糖であるエリトロースが生成した。しかし、エリトロース収率はごくわずかで、特にSn-Betaを用いたときにはフルクトースの異性化が主に進行し、グルコースおよびマンノースが生成した。溶媒をメタノールなど有機溶媒に変更したが、C4糖の収率は向上しなかった。
Sn-Betaをカリウムイオンによって交換し、元来有していたルイス酸点と合わせて、ルイス酸点と塩基点の両方を有したゼオライトを合成した。クロロホルムや二酸化炭素をプローブに用いた分析によってカリウムイオンの導入によって塩基点が生成したことを確認できた。このゼオライトを触媒に用いたとき、フルクトースの異性化を抑制する効果がみられたが、C4糖の収率向上はみられなかった。次に、Sn-Betaを用いて市販エリトロースの反応を行なったところビニルグリコール酸誘導体が高収率で生成した。
これらの結果から、フルクトースの異性化を抑制し、Baeyer-Villiger酸化を選択的に進行させる高活性な触媒の開発がC4糖を合成するために必要であると判断し、フルクトースの異性化を促進する効果の小さいHf-Betaに集中し、高活性なHf-Betaの開発を目指した。脱アルミニウムしたBetaゼオライトを原体に用いたポスト合成法においてHfCl4水溶液を含浸する際にフッ化アンモニウムを添加すると触媒活性が大きく向上することを見出した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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