2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of base-metal nanocluster catalysts for synthesis of chemicals from sustainable carbon resources
| Project/Area Number |
26289299
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
清水 研一 北海道大学, 触媒科学研究所, 教授 (60324000)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 触媒 / 金属ナノ粒子 / 二酸化炭素 / 水素化 / サステナブルケミストリー |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
サステナブルな炭素資源になり得るCO2を水素化して化学品へ変換するための触媒研究が注目されている。最近、CO2 + H2反応で生成するギ酸を水素下でアミンのメチル化に用いるワンポット合成に関する研究がいくつか報告された。しかしながら、本反応を中性条件で触媒的に成功させた例は未だ少なく、より温和な条件で機能する高活性な触媒の開発が求められている。本研究では、TiO2にReを担持した触媒(Re/TiO2)がCO2とH2共存下での2級アミンのメチル化反応に有効な触媒であることを見出した。Re/TiO2は過レニウム酸アンモニウム水溶液とTiO2(触媒学会参照触媒TIO8)を用いて含浸担持法により調製した(Re: 5wt.%)。触媒反応は、水素雰囲気下700 °Cで還元処理を行ったRe/TiO2 (Re: 2 mol%)、アミン(1 mmol)、内部標準試薬を反応容器に加えて1MPaのCO2および5 MPaのH2を充填後、180-200 °Cで加熱撹拌することにより行った。生成物はGCで分析した。種々の金属をTiO2に担持した触媒を用いてN-メチルアニリンのメチル化を行った結果、Re/TiO2が最も高収率(98%)でN,N-ジメチルアニリンを与えた。また、Reに対する担体の効果を検討したところ、TiO2を担体として用いた場合に最も高い収率が得られた。Re/TiO2を用いて基質適用性の調査を行ったところ、脂肪族アミンやアニリン類を含む様々な2級アミンに対して高収率で目的生成物が得られた。Re/TiO2触媒は二酸化炭素の変換以外の高難度水素化反応にも有効であった。例えば、アミドからアミンへの水素化、カルボン酸やエステルのアルコールへの水素化に対して、再利用可能な不均一系触媒として作用し、幅広い基質への本触媒系の有効性が示された。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
