2008 Fiscal Year Annual Research Report
機能集積型触媒の表面設計とワンポット化学変換プロセスの開発
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20360364
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
金田 清臣 Osaka University, 太陽エネルギー化学研究センター, 特任教授 (90029554)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
實川 浩一郎 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (50235793)
水垣 共雄 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (50314406)
満留 敬人 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (00437360)
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| Keywords | ハイドロタルサイト / ハイドロキシアパタイト / モンモリロナイト / 機能集積型触媒 / ワンポット反応 / シラノール / 固定化触媒 / 酸化反応 |
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| Research Abstract |
本研究では、我々がこれまで開発してきた固体金属触媒の知見をもとに新規固体触媒の表面設計を行い、触媒活性点のナノ構造から触媒のマクロ構造までを高次に制御した多機能集積触媒の開発を行った。さらに、持続可能な化学変換プロセスを視野に入れた新しいタイプの"モノづくり"に挑戦し、ワンポット反応に代表される最適な合成ストラテジーを構築することを目的としている。ターゲットとする反応は、(1)酸素や水を酸化剤とする選択的酸化反応、(2)炭素-炭素結合形成反応、(3)炭酸ガスの固定化、(4) 還元反応を利用したワンポット反応である。本年度は、特に1、2を中心とした固体触媒表面設計を中心に検討し、ワンポット反応への応用の鍵となる反応を検討した。
特に(1)に関して、安全・安価な水を酸化剤とするシランの選択的酸化反応に高活性な触媒を新たに発見した。銀ナノ粒子を固定化した固体触媒が、水を酸化剤とするシラン選択的酸化反応高活性を示し、工業的にも重要なシラノールを高収率で得ることができた。本反応では、酸素を用いないため、分子状水素のみが副生成物となる。また、(4)のワンポット反応に関して、ルテニウムを固定化したハイドロタルサイトが、アルコールを用いたニトリルのアルキル化反応や、アミノベンジルアルコールからのキノリン合成の優れた触媒となることを見出している。これらの知見は、本研究で目的とする環境調和型の循環型社会構築を目指した新規化学プロセスの開発において、既存の反応系を一新する可能性が極めて高い。
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