革新的二酸化炭素固定化触媒の開発

• 研究課題/領域番号: 04F04521
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 合成化学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 島田 茂 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境化学技術研究部門, 主任研究員
• 研究分担者: YIN Shuangfeng 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境化学技術研究部門, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 二酸化炭素固定化 / ビスマス / 触媒 / 錯体 / カーボナート / X線構造解析 / 配位子

研究概要

新規触媒候補として設計したベンゾチアゾリル基やチエニル基を有する面配位一価アニオン型三座配位子を導入した新規ビスマス錯体の合成を昨年度に引き続き検討した。ベンゾチアゾリル基を有する配位子に関しては、配位子前駆体である臭化アリールを-78℃でリチオ化すると分子内転位を起こしてしまうことが判明したが、-100℃以下では転位が抑制され、三塩化ビスマスとの反応によりビスマス上に配位子を導入することに成功した。X線構造解析により、新規三座配位子が期待通り三座面配位子としてビスマス上に導入されていることを確認した。次に、最終的な触媒候補へと変換するため、ビスマス上の塩素原子をアルコキシ基で置換する反応を検討したが、現時点では成功しておらず、引き続き検討している。チエニル基を有する配位子に関しては、錯体の合成には成功したが、X線構造解析の結果、チエニル基のビスマスへの配位は予想外に弱く、三座配位子としては機能していないことが明らかとなった。
また、ビスマス以外に同族のアンチモン錯体の合成を検討し、ベンゾチアゾリル基を持つ三座配位子を導入したアンチモン錯体およびアザスチボシン構造を持つアンチモン錯体の合成にも成功し、後者に関しては二酸化炭素と反応することを確認した。
さらに、プロピレンオキシドと二酸化炭素との反応によるプロピレンカーボナートの合成に対するビスマス錯体の触媒効果を検討した。その結果、これまで合成した各種ビスマス化合物は単独ではほとんど触媒活性を示さなかった。しかし、触媒として働くことが知られているヨウ化ナトリウムとともに触媒量のビスマス化合物を添加すると、触媒活性が大幅に向上することを見出した。