2020 Fiscal Year Annual Research Report
Catalytic Bond-Cleavage Reactions toward Utilization of Renewable Resources
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18H05259
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野崎 京子 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60222197)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Keywords | 再生可能資源 / 触媒 / 還元 / 結合開裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、再生可能な炭素資源から基礎化成品を得るために必要な、高酸化状態にある炭素の還元、触媒的結合開裂反応の開発を目的とし、①炭素ー酸素結合の還元的開裂、②炭素ー炭素結合の開裂の二つの反応に注目して触媒を開発している。2020年度は、以下の成果を挙げた。
①炭素ー酸素結合の還元的開裂 前年度までの研究で、リン酸アルミニウム担体に担持した白金触媒が、無保護のフェノール類の炭素―酸素結合の還元的開裂に効果的であることを見つけた。今年度は、この反応の機構を詳細に調べた。担体にリン酸を含まないものでは活性が低下したため、単にアルミニウムの酸性だけが効いているのではなく、リン酸塩によるフェノールの活性化の重要性が明らかとなり、「固体触媒表面での金属―配位子協働作用」がサポートされた。また、本系はエーテル類の加水素分解にも有効だった。
②炭素ー炭素結合の開裂 カルボン酸の脱炭酸反応を検討する中で、担持金属触媒とN-oxylラジカルの混合触媒が、酸素を酸化剤として用い、エチルベンゼンから選択的にスチレンを与えることを明らかにした。この反応は種々の置換基をもつ基質にも展開可能であった。反応はベンジル位水素の引き抜きによって開始されていると考えられる。
③バイオマスモデル化合物への応用 前年度までにリグニンアルファ-O-4 構造のモデル化合物の加水素分解に有効だった触媒をより複雑なバイオマス素生成物を対象とした研究に展開した。まず、固体状のバイオマス粗分解生成物と固体触媒の効率的な混合を目指し、担当学生が共同研究先の京都大学に滞在し、ボールミルによる混合等も検討したが、現在のところ、いずれの試みも顕著な分子量低下には至っていない。
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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
①炭素ー酸素結合の切断については順調に研究が進んでいる。また、②についても新たな触媒反応を確立するに至っている。③については、検討対象となるリグニン誘導体と、その反応結果の評価系を確立できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
①については芳香族炭素ー酸素結合に限定せず、今後は脂肪族炭素ー酸素結合への展開を図る。また、②については現在までに見つけたアルカンの酸素酸化触媒の反応機構の解明を通じて炭素ー炭素結合のラジカル的開裂に展開していく。③については、不均一系触媒と並行させて、均一系触媒も検討していく。
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| Remarks |
東京大学 野崎研究室
http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/nozakilab/?msclkid=47031b70cf6811ec9a4c23a46a5d771f
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Research Products
(26 results)
