2018 Fiscal Year Research-status Report
ピンサー機能を附与したジフェノールを鍵とする高選択的パラジウム抽出剤の革新的開発
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18K11705
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
山田 学 秋田大学, 理工学研究科, 講師 (90588477)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ピンサー型抽出剤 / パラジウム / 白金族分離精製 / リサイクル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ピンサー配位子特有の性質である特定元素と特異的な結合を形成する能力を附与したパラジウム抽出剤を開発し、二次資源に含まれるパラジウムを高選択的・高効率で回収できる抽出システムの構築を目的とする。平成３０年度は、ピンサー配位子特有の性質である、「配位子構造中の3つの元素が金属と配位（捕捉）して特異的な結合を形成する」、という機能を持たせたパラジウムに高選択性を示す抽出剤（ピンサー型抽出剤）の開発を主として取り組んだ。
本年度、対象とした出発原料は、架橋部に硫黄(-S-)を持つ2,2’-チオビス(4-ターシャルブチルフェノール)であり、次に示す4段階の反応経路を経て最終目的物であるピンサー型抽出剤の合成を目指した。第一段階目は、既知の反応方法をもとに、ジフェノールのヒドロキシ基（－OH）にジメチルチオカルバモイル（-C(=S)-N=(CH3)2）をエーテル化反応によって導入した。第二段階目は、得られた1,1’-ビス[(ジメチルチオカルバモイル)オキシ]-2,2-チオビス[4-ターシャルブチルベンゼン]を高温に加熱することで、チオカルバモイル部位の硫黄（=S）をジフェノールの酸素（-O-）に転位反応させ、1,1’-ビス[(ジメチルカルバモイル)チオ]-2,2-チオビス[4-ターシャルブチルベンゼン]を合成した（収率77％）。第三段階目では、ジメチルカルバモイル基を脱離させるために水酸化カリウムを使用することで、2,2’-チオビス(4-ターシャルブチルチオフェノール)を合成できた（収率99％）。第四段階目の直鎖や分岐アルキル基の導入では、2,2’-チオビス(4-ターシャルブチルチオフェノール)のチオール基（－SH）に塩基性条件下、ブロモアルカンを作用させ、アルキル基の導入を試みており、今後、反応条件の精査を行う予定である。
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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
今年度の目標は、2,2’-チオビス(4-ターシャルブチルフェノール)を出発物質としてピンサー型抽出剤の合成ルートを確立することであった。各段階での反応条件の最適化を行い、目標とする最終物質の合成条件の検討をするとことまで到達することができた。また、各反応段階で生成した化合物も効率よく合成できることが明らかとなった。さらに、現段階では、架橋部にメチレン基を持つ2,2’-メチレンビス(4-ターシャルブチルフェノール)を基本構造としたピンサー型抽出剤の合成も並行して行っており、当該年度の研究計画通りに本研究課題は順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究成果を踏まえ下記の課題に重点的に取り組む。
現在、2,2’-チオビス(4-ターシャルブチルチオフェノール)に直鎖や分岐アルキル基の導入条件の検討を行っているところであり、反応温度や時間、試薬などを変え、最適な反応条件の精査を行う。また、本年度に検討した2,2’-チオビス(4-ターシャルブチルチオフェノール)の合成ルートを参考に、架橋部にメチレン基を持つ2,2’-メチレンビス(4-ターシャルブチルフェノール)を基本構造としたピンサー型抽出剤の合成を進める。各反応において、目的物の最適な反応条件を調査し、効率的な合成手法の確立を目指す。合成に成功したピンサー型抽出剤は、Pd(II)を含む単独溶液からの抽出実験を行い、Pd(II)への抽出能力の評価を実施する。
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