2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a transition metal complex-immobilized catalyst for direct hydroxylation of benzene
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20K05222
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
山口 修平 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (50397494)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 選択的水酸化反応 / ベンゼン酸化 / ゼオライト / 遷移金属錯体 / 過酸化水素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ベンゼンからフェノールへの水酸化反応に代表される有機基質の酸化反応は，有機化学工業分野およびファインケミカル製造にとって非常に重要な反応プロセスの一つである．本研究は，反応活性部位と活性点周辺の環境を考慮して設計した遷移金属錯体内包ゼオライト触媒を調製し，過酸化水素を酸化剤として，その触媒を用いた有機基質の選択的酸化反応を検討するものである．
今年度は前年度や前々年度に引き続き「種々の鉄錯体を内包したゼオライト触媒を用いた過酸化水素を酸化剤としたベンゼン類の酸化反応の検討」を継続した．鉄錯体の配位環境がベンゼン酸化に与える影響を検討するために，前年度に引き続き2つの空配位座を有するN4配位の新たな鉄錯体をゼオライトに内包した触媒をそれぞれ調製し，過酸化水素を酸化剤としたベンゼンの酸化反応を行った．この触媒では反応初期の触媒活性が向上した．さらに，メソポーラスゼオライトを担体とすることで鉄錯体が分散するだけでなくメソ孔による基質や酸化剤も分散しやすくなるので鉄錯体当たりの触媒活性が大きく向上した．また，「遷移金属錯体内包ゼオライト触媒の触媒活性部位にある遷移金属錯体の最適化」についても検討し，ニッケル錯体を内包したゼオライト触媒を調製したところ，mCPBAを酸化剤としたシクロヘキサンの酸化反応では対応する均一系触媒よりもかなり高い触媒活性を示すことが明らかとなった．「遷移金属錯体内包ゼオライト触媒の生成物捕捉部位にあるカチオンの最適化」を検討するための銅錯体を内包したゼオライト触媒の調製し，ベンゼンの酸化反応を行ったところ，有機カチオンを導入したところ，ベンゼン酸化活性が向上することがわかった．
鉄錯体を内包したゼオライト触媒を用いた過酸化水素を酸化剤としたメタン反応を行ったところ，メタノール，メタンハイドロパーオキサイド，ホルムアルデヒド，ギ酸が生成することがわかった．
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Research Products
(9 results)
