木質バイオマス完全高度利用に向けた芳香族置換基変換反応の確立

• 研究課題/領域番号: 15K06564
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中川 善直 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10436545)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: バイオマス変換 / 水素化 / 酸化 / アジピン酸合成 / メトキシ基除去 / 側鎖酸化

研究成果の概要

本研究の目的は、有機性再生可能資源で最も重要な木質バイオマス中で、未だ高付加価値化が確立していないリグニン成分を化成品に変換する反応系を開発することである。グアイアコールおよびクレゾールをリグニン分解物のモデル化合物とし、各種触媒変換法を開発した。メトキシ基の除去にRu+塩基触媒系、グアイアコールの水素化物を酸化分解しアジピン酸を得るバナジウム触媒系、同水素化物を脱水素しつつメトキシ基を除去するPt触媒系、クレゾールのメチル基側鎖を酸化するPt-Pd触媒系を見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Oxidative C-C Cleavage of Ketols over Vanadium-Carbon Catalysts (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Nakagawa, Dai Sekine, Naoyuki Obara, Masazumi Tamura, Keiichi Tomishige
  • 雑誌名: ChemCatChem 巻: 9 号: 17 ページ: 3412-3419
  • DOI: 10.1002/cctc.201700566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demethoxylation of guaiacol and methoxybenzenes over carbon-supported Ru-Mn catalyst (2016)
  • 著者名/発表者名: Momoko Ishikawa, Masazumi Tamura, Yoshinao Nakagawa, Keiichi Tomishige
  • 雑誌名: Applied Catalysis B: Environmental 巻: 182 ページ: 193-203
  • DOI: 10.1016/j.apcatb.2015.09.021
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Oxidative Cleavage of Vicinal Diols with the Combination of Platinum and Vanadium Catalysts and Molecular Oxygen (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Obara, Shota Hirasawa, Masazumi Tamura, Yoshinao Nakagawa*, Keiichi Tomishige
  • 雑誌名: ChemCatChem 巻: 印刷中 号: 9 ページ: 1732-1738
  • DOI: 10.1002/cctc.201600153
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Demethoxylation of 2- methoxycyclohexanone over noble metal catalyst without external hydrogen (2017)
  • 著者名/発表者名: Akari Miyagawa, Yoshinao Nakagawa, Masazumi Tamura, Keiichi Tomishige
  • 学会等名: 第16回日韓触媒シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Oxidative C-C Cleavage Between Functionalized C Atoms with Pt-V-Activated Carbon Catalyst (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Nakagawa, Naoyuki Obara, Shota Hirasawa, Masazumi Tamura and Keiichi Tomishige
  • 学会等名: 25th North American Catalysis Society Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 白金-バナジウム-炭素触媒によるジオールおよびケトールの酸素酸化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中川 善直, 関根 大, 小原 直之, 田村 正純, 冨重 圭一
  • 学会等名: 第50回酸化反応討論会
• [学会発表] 白金触媒を用いた2-メトキシシクロヘキサノンの脱メトキシ化反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮川 あかり, 中川 善直, 田村 正純, 冨重 圭一
  • 学会等名: 第47回石油・石油化学討論会
• [学会発表] 貴金属触媒を用いた2-メトキシシクロヘキサノンの脱水素脱メタノール反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮川 あかり・中川 善直・田村 正純・冨重 圭一
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] 分子状酸素を用いた 4-プロピルフェノールのアルキル側鎖酸化反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徳間 健輔・中川 善直・田村 正純・冨重 圭一
  • 学会等名: 第118回触媒討論会
  • 発表場所: 岩手大学
• [学会発表] Ru 系触媒を用いたメトキシシクロヘキサン類の選択的脱メチル化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柳武 愼・中川 善直・田村 正純・冨重 圭一
  • 学会等名: 第118回触媒討論会
  • 発表場所: 岩手大学
• [学会発表] Demethoxylation of lignin-model aromatics over carbon-supported rutheniumu-manganese catalyst (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Nakagawa, Momoko Ishikawa, Masazumi Tamura, Keiichi Tomishige
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: ホノルル（米国）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 分子状酸素を用いた含酸素多官能基化合物の酸化的C-C結合開裂反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小原 直之・田村 正純・中川 善直・冨重 圭一
  • 学会等名: 第45回石油・石油化学討論会
  • 発表場所: ウインクあいち（名古屋市）
  • 年月日: 2015-11-06