酸化を制御した超臨界流体によるコールタール中の塩基性成分の濃縮分離

• 研究課題/領域番号: 04238216
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 持田 勲 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (20037758)
• 研究分担者: 坂西 欣也 九州大学, 機能物質科研究所, 助手 (60183365) ; 河野 静夫 九州大学, 機能物質科研究所, 講師 (10038581) ; 光来 要三 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (50122693)
• 研究期間 (年度): 1992
• 研究課題ステータス: 完了 (1992年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 1992年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 超臨界流体 / 炭酸ガス / コールタール / ナフタリン油 / キノリン類 / ベルゾチオフェン類

研究概要

超臨界状態にある物体は,抽出分離場,反応場ならびに反応分離場を提供する媒体と考えられる。炭酸ガすは、比較的低温・低圧で超臨界状態を有し、かつ相当の溶解力を示し、揮発性であることから,超臨界流体抽出溶媒として最適と考えられる。本研究では、さらにその極性を利用あるいは増強して、コールタール中に含有される塩基性窒素化合物(キノリン,イソキノリン)、硫黄化合物(ベンゾチオフェン)を高効率で分離・濃縮することを目的した。また、超臨界炭酸ガス条件下で固体酸を共存させた場合のメチルナフタリンの異性化反応ならびにベンゾチオフェンのオリゴメリゼーション反応についても検討を行った。
ナフタリン油からのキノリン,イソノキリンの分離濃縮においては、シリカゲル担持硫酸アルミニウムを共存した超臨界炭酸ガス抽出条件下で窒素化合物を効率良く吸着除去し、引き続くメタノールベンゼン混合溶媒あるいはTHFで固体酸から窒素化合物を溶出、回収することができた。抽出されたナフタリン成分からの完全脱窒素を達成できる反応条件ならびに固体酸触媒を探索している。また、固体酸に吸着した窒素化合物を完全に溶出・回収するために、水を添加した極性溶媒を用して固体酸の酸性を弱める必要があることが判った。
超臨界抽条件下では、ベンゾチオフェンとナフタリンの選択抽出による分離は因難であったが、固体酸共存下でベンゾチオフェンのオリゴメリゼーションが進行することを見い出した。ベルゾチオフェンの二量化反応を高選択的に進行させる反応条件、固体酸の探索により、ナフタリン中に含まれるベルゾチオフェンを効率良く分離濃縮できる可能性が示唆された。