• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2022 Fiscal Year Annual Research Report

Synthesis of all C4 and C5 monools and diols

Research Project

Project/Area Number 20H02519
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

中川 善直  東北大学, 工学研究科, 准教授 (10436545)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsバイオマス / 触媒・化学プロセス / 還元
Outline of Annual Research Achievements

1,2-および1,3-ジオールの内部水素化分解反応について、Ir-Fe系触媒の開発を継続して実施した。担体に、Ir微粒子を高濃度で集積することが可能とこれまでに明らかにしている低比表面積ルチル型チタニア(TiO2-r)を用いることで鉄でよく修飾されたIr粒子を形成できた。このIr-FeOx/TiO2-r触媒を用いると、1,2-ジオールの末端:内部切断選択性比は約10:1となり、1,2-ブタンジオールから2-ブタノールを64%収率で得ることに成功した。2-ブタノールのバイオマスからの化学合成では、C5のレブリン酸の脱炭酸を経るルートが報告されているが、C4の脱酸素による合成としては初めて実用的な収率が得られた。この触媒をさらにエリスリトール基質に適用することで、末端OH基の切断除去を2回行い、2,3-ブタンジオールを30%収率、最大濃度の生成物として得ることができた。触媒的脱酸素による2,3-ブタンジオール合成として初めての例となる。この反応の開発により、全てのブタンジオール(1,2-, 2,3-, 1,3-, 1,4-)のバイオマス由来化合物脱酸素による合成が可能となった。
さらに触媒の改良を進め、酸化物系担体以外も検討したところ、窒化ホウ素(BN)担体を用いるとイリジウム-鉄合金粒子が表面上にナノデンドライト状(ナノサイズの樹形構造)に生成し、かつTiO2-r担体触媒に比べ高活性を示すことが明らかにした。
同時隣接ジオールの同時除去反応について、昨年度までに開発したMo活性点、アナターゼチタニアを担体とする触媒の開発を進め、助触媒として安価な銅も用いることができることを見いだした。さらに、チタニア担持Mo種が持つ酸性による副反応について、酸点をNa添加で中和しながら触媒を調製し抑制する手法を見いだした。これにより酸により環化が問題となるC4以上ポリオールへの適用の道が開けた。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] 2‐Hydroxyadipic Acid Production by Oxidation of 2‐Hydroxycyclohexanone with Molecular Oxygen2023

    • Author(s)
      Hashimoto Koki、Hatakeyama Kosuke、Yabushita Mizuho、Tomishige Keiichi、Nakagawa Yoshinao
    • Journal Title

      ChemCatChem

      Volume: 15 Pages: e202300212

    • DOI

      10.1002/cctc.202300212

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Utilization of Ni as a Non-Noble-Metal Co-catalyst for Ceria-Supported Rhenium Oxide in Combination of Deoxydehydration and Hydrogenation of Vicinal Diols2022

    • Author(s)
      Yamaguchi Kosuke、Nakagawa Yoshinao、Li Congcong、Yabushita Mizuho、Tomishige Keiichi
    • Journal Title

      ACS Catalysis

      Volume: 12 Pages: 12582~12595

    • DOI

      10.1021/acscatal.2c03042

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective C-O Hydrogenolysis of Terminal C-OH Bond in 1,2-Diols over Rutile-Titania-Supported Iridium-Iron Catalysts2022

    • Author(s)
      Liu Ben、Nakagawa Yoshinao、Li Congcong、Yabushita Mizuho、Tomishige Keiichi
    • Journal Title

      ACS Catalysis

      Volume: 12 Pages: 15431~15450

    • DOI

      10.1021/acscatal.2c04499

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synthesis of secondary mono-alcohols from terminal vicinal alcohols over Ru-ReOx/SiO2 catalyst2022

    • Author(s)
      Ben LIU, Naoyuki SEKINE, Yoshinao NAKAGAWA, Masazumi TAMURA, Mizuho YABUSHITA, Keiichi TOMISHIGE
    • Organizer
      TOCAT9
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Production of adipic acid by aerobic oxidation of 2-methoxycyclohexanone with H33PW12O40 catalyst2022

    • Author(s)
      Yoshinao NAKAGAWA,Kosuke HATAKEYAMA, MasazumiTAMURA, Keiichi TOMISHIGE
    • Organizer
      TOCAT9
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aerobic oxidative cleavage of 2-hydroxycyclohexanoneo to 2-hydroxyadipic acid2022

    • Author(s)
      Koki HASHIMOTO,Yoshinao NAKAGAWA, Mizuho YABUSHITA, Keiichi TOMISHIGE
    • Organizer
      TOCAT9
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reduction of 1,2-octanediol to dioctyl ether over WOx-Pd/TiO2 catalyst2022

    • Author(s)
      Yoshinao Nakagawa・Hiroki Hayasaka・Masazumi Tamura・Keiichi Tomishige
    • Organizer
      ICEC2022
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi