2017 Fiscal Year Research-status Report
Synthesis of Functional Materials from Carbon Dioxide and Biomass
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17K05959
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
三原 正稔 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究主任 (70416296)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水野 卓巳 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 部長 (10416290)
中井 猛夫 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究主任 (60443545)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 二酸化炭素 / カーボネート / エポキシド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二酸化炭素は、温室効果ガスの1つであり、その削減や有効利用が強く望まれている。そのため現在、二酸化炭素を炭素源として利用する試みが、精力的に行われている。なかでも、アトムエコノミーの観点から、二酸化炭素とエポキシドからの環状カーボネートの合成は、最も有望な手段の1つとして考えられている。
本研究では、求核種と酸を協奏的に触媒作用させることにより、二酸化炭素とスチレンオキシドから5員環カーボネートを、常温・常圧で合成することを目指した。その結果、ヨウ化亜鉛とペンタアルキルグアニジンとの錯体が、触媒として利用できることが明らかなり、さらに、塩化亜鉛を添加することで、活性の大幅な向上が観察された。例えば、ヨウ化亜鉛（1 mol%）とtert-ブチルテトラメチルグアニジン（2.2 mol%）との錯体へ塩化亜鉛(0.5 mol%)添加し、スチレンオキシド（10 mmol）と二酸化炭素（0.1 MPa）との反応を25 ℃で18 時間行うと、目的のスチレンカーボネートが81%の変換率で得られることを見出した。本触媒系は、バルーンによる二酸化炭素の導入及び25 ℃の温和な条件下で反応が進行する。また、溶媒を使用する必要もないため、二酸化炭素を原料として用いる5員環カーボネート合成の有効な触媒になり得る。
今後、二酸化炭素とバイオマスから機能性材料を創製するに当たり、さらに活性の高い触媒系の構築を行う予定である。
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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
変換率の面で改善する必要はあるが、二酸化炭素を原料とするカーボネート合成を、温和な条件下で行える触媒系を見出すことができた。また、二酸化炭素とバイオマスからの機能性材料の創製を行う際に、この触媒系を今後活用できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した触媒系において、金属ハロゲン化物と有機塩基との組み合わせや調製条件等を検討し、より活性の高い触媒開発を行う。本研究では、機能性材料へ誘導する際、環状カーボネートの合成がキーステップとなるため、温和な条件下でも効率的に働く触媒の開発が必要である。
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| Causes of Carryover |
消耗品の端数の累積により、差が生じた。
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Research Products
(4 results)
