2010 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 大阪大学, 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 / 脱酸素 / 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た。
本年度は、当初目標の一つとしていた還元反応系の開発において、金ナノ粒子触媒がエポキシドのオレフィンへの還元反応に優れた固体触媒となることを見出した。アルコール、シラン、水、および分子状水素と極めて広範な還元試剤を用いることができ、かつ、アミドやスルホキソド、ピリジン-N-オキサイドの脱酸素反応にも高活性を示す。また、パラジウムナノ粒子を固定化した触媒系が、1.キノリンの選択的水素化反応や2.アルキンからアルケンへの高選択的水素化反応、3.DDTの効率的脱塩素化反応に高活性を示すことを見出した。常圧水素雰囲気下で、鉛などの被毒物質を用いることなく、極めて高い選択性が得られる特徴をもち、環境調和型触媒として一部商品化検討も行っている。さらに、アルコール酸化反応において、従来の貴金属系触媒ではなく、マンガンを用いた高活性触媒の開発にも成功した。ワンポット反応系については、バナジン酸アパタイトの固体塩基性を利用した、水中でのワンポットピラゾリノン合成に高活性を示すことを見出した。
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