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

Catalytic synthesis of fine-chemicals from glycerol

Research Project

Project/Area Number 20K15329
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Tanaka Shinji  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20738380)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords触媒反応 / ポリマー担持型触媒 / エステル交換反応 / 固体NMR / ポリエステル / グリセリン / 触媒 / カーボネート / グリシジルエステル / ケミカルリサイクル / ファインケミカル
Outline of Research at the Start

本研究では、植物油製造の副生品であるグリセリンを原料として、電子デバイス等に広く用いられる高機能プラスチックの1つであるエポキシ樹脂の原料を合成する触媒の開発を行う。これらのエポキシ樹脂の原料は現在、石油を原料とするプロセスで得られるエピクロロヒドリンを変換することで製造されるが、石油資源の枯渇や、有機塩素化合物の混入の問題から環境調和性に優れた代替法の開発が強く求められていた。我々は、回収再利用が容易で環境調和性に優れた固体担持型触媒の調製及び精密解析を独自に進めてきた。グリセリンの効率的化学変換のために最適な触媒を設計、開発し、本課題の解決を目指す。

Outline of Final Research Achievements

We developed a practical polymer-supported catalyst for transesterification of methyl esters with glycidol, which is a useful derivative of glycerol. The structure of catalyst on polymer and reaction mechanism were investigated in detail using high-sensitivity solid-state NMR. In the course of study on catalytic conversion of glycerol, we found that utilization of dimethyl carbonate toward trapping polyol compounds is effective for controlling transesterification. We conceived the strategy of capturing the ethylene glycol generated from the depolymerization reaction of PET, leading to the development of a reaction that is useful from the viewpoint of green chemistry.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本プロジェクトでは、触媒的エステル交換反応を基盤として、新規ポリスチレン担持型触媒を用いるグリシジルエステル合成反応と、ポリエチレンテレフタレートのエステル交換による解重合反応を達成した。どちらも有機ポリマーが反応に介在する不均一反応であることが学術的視点からの特徴である。すなわち、ポリマーの構造解析手法の確立が重要であり、その点において固体NMRに精密解析手法の適用は特筆すべき点である。また、社会的意義としては、環境調和性に優れた反応を開発し、クリーンな手法で有用化学品を合成できる手法を提案した点を挙げることができる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] DNP NMR spectroscopy enabled direct characterization of polystyrene-supported catalyst species for synthesis of glycidyl esters by transesterification2022

    • Author(s)
      Shinji Tanaka, Yumiko Nakajima, Atsuko Ogawa,Takashi Kuragano,Yoshihiro Kon, Masanori Tamura, Kazuhiko Sato, Christophe Coperet
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 13 Issue: 16 Pages: 4490-4497

    • DOI

      10.1039/d2sc00274d

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Capturing ethylene glycol with dimethyl carbonate towards depolymerisation of polyethylene terephthalate at ambient temperature2021

    • Author(s)
      Shinji Tanaka, Junichi Sato, Yumiko Nakajima
    • Journal Title

      Green Chemistry

      Volume: 23 Issue: 23 Pages: 9412-9416

    • DOI

      10.1039/d1gc02298a

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ポリエステルの常温解重合法の開発2022

    • Author(s)
      田中真司
    • Organizer
      第9回高分子学会グリーンケミストリー研究会シンポジウム 第23回プラスチックリサイクル化学研究会研究討論会 合同研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 触媒的エステル交換反応によるPET常温解重合法の開発2022

    • Author(s)
      田中真司
    • Organizer
      有機合成化学協会 関東支部 2022年度若手研究者のためのセミナー
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Capturing Ethylene Glycol with Dimethyl CarbonateTowardsDepolymerization of Polyethylene Terephthalate at Ambient Temperature2022

    • Author(s)
      田中真司
    • Organizer
      ISFR2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ポリエチレンテレフタレートの常温解重合法の開発2022

    • Author(s)
      田中真司
    • Organizer
      第12回 CSJ化学フェスタ2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Capturing Ethylene Glycol with Dimethyl Carbonate Towards Depolymerization of Polyethylene Terephthalate at Ambient Temperature2022

    • Author(s)
      田中真司・中島裕美子
    • Organizer
      TOCAT9
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ポリエチレンテレフタレートの常温解重合法の開発2021

    • Author(s)
      田中 真司、中島 裕美子
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 固体DNP-NMRを活用するポリマー担持型有機分子触媒の開発2021

    • Author(s)
      田中真司、中島裕美子、佐藤 一彦
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 植物由来資源からの高性能エポキシ樹脂原料の合成2020

    • Author(s)
      田中真司、中島裕美子、佐藤一彦
    • Organizer
      第9回JACI/GSCシンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi