研究課題
特別研究員奨励費
酸化チタン触媒を用いたグルコースからの5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)合成反応における反応メカニズムの解析を行った．グルコースは植物中に含まれるセルロースやヘミセルロースから加水分解によって得られる6炭糖で，エンジニアリングプラスチックなど様々な化学品原料となるHMFへ変換することができる．当研究室ではグルコースからのHMF合成反応において酸化チタン触媒が，高効率に反応を促進する事を報告した．本反応は一般にグルコースからフルクトースへのルイス酸触媒による異性化とブレンステッド酸触媒による脱水によってHMFが生成する経路が報告されているが，酸化チタン触媒は反応溶液中に含まれるフルクトースが少なく，フルクトースを経由する経路に疑問があった．そこで，同位体交換したグルコースを用いて反応後のHMFを2H NMRによって定性し，反応経路の検討を行った．その結果，酸化チタン触媒はフルクトースを経由せず，脱水反応によって反応が進行することを明らかにした．本検討内容は，国内外の学会でも発表され，論文誌の「The Journal of Physical Chemistry C」に掲載された．さらに，キシロース水溶液からのフルフラール合成反応の検討も行った．キシロースは植物から得られる5炭糖で，HMFと同様に化学品原料としての利用が期待されている．本反応はルイス酸触媒とブレンステッド酸触媒によって促進されることが報告され，有機溶媒や均一系触媒が用いられる．しかし，有機溶媒や均一系触媒はフルフラールとの分離にエネルギーがかかることが課題である．そこで，グルコースからのHMF合成反応を促進した不均一系の酸化チタン触媒を本反応に用い，検討を行った．酸化チタン触媒は本反応を水中で高効率に進行させることを明らかにした．本検討内容は，国内外の学会で発表された．
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Journal of Physical Chemistry C
巻: 119 号: 30 ページ: 17117-17125
10.1021/acs.jpcc.5b03290
