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光触媒作用を利用する水素ガスフリーなヘテロ結合の選択的開裂

研究課題

研究課題/領域番号 16K18292
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関高知大学

研究代表者

今村 和也  高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 助教 (30750624)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード光触媒 / 化学選択的 / 水素化分解 / 選択的開裂 / パラジウム / 触媒・化学プロセス
研究成果の概要

炭素-酸素結合(C-O結合)の選択的な開裂は,有機合成化学,バイオマスの利用において使用される重要な技術である。しかし,この反応は高温・高圧の水素ガス,廃液を発生する酸の添加が必要であり,より温和な条件でクリーンな反応系の開発が求められている。我々は光触媒を利用することで,これを達成することを目的として研究し,パラジウムのナノ粒子を担持したTiO2(Pd-TiO2)を利用することで,常温・常圧下,水素ガスも酸も使用せずに,C-O結合を選択的に開裂することに成功した。この結果をまとめた論文がChemical Communicationsに受理され、Inside Back Coverに選出された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

医薬品,染料,香料,プラスチックなど,身の回りの多くのものは石油から作られている。持続可能社会を実現するためには植物由来の再生可能資源(バイオマス)を原料とする物づくりが必要である。中でも木質系バイオマスに含まれている「リグニン」という物質は石油に代わる材料として注目されている。リグニンを化学製品の原料として利用するにはC-O結合の選択的な切断が必要であるが,この反応には厳しい反応条件が必要であり,そのため非常にエネルギー消費が大きくなる。本研究の成果は光によってこのC-O結合の開裂を実現したものであり,持続可能社会の実現に大きく貢献できる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Kinetics of ammonia synthesis over Ru/Pr2O32019

    • 著者名/発表者名
      Imamura Kazuya、Miyahara Shin-ichiro、Kawano Yukiko、Sato Katsutoshi、Nakasaka Yuta、Nagaoka Katsutoshi
    • 雑誌名

      Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers

      巻: 105 ページ: 50-56

    • DOI

      10.1016/j.jtice.2019.10.006

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic chemoselective cleavage of C-O bonds under hydrogen gas- and acid-free conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Imamura, Hiroko Kato, Yuichiro Wada,b Kazuhiro Makabe, Ayumu Onda, Atsuhiro Tanaka, Hiroshi Kominami, Katsutoshi Satobd and Katsutoshi Nagaoka
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 53 ページ: 7298-7301

    • DOI

      10.1039/c8cc03362e

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Titanium(IV) oxide having a copper co-catalyst: a new type of semihydrogenation photocatalyst working efficiently at an elevated temperature under hydrogen-free and poison-free conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kominami, Misaki Shiba, Akimi Hashimoto,a Shota Imai, Kousuke Nakanishi, Atsuhiro Tanaka, Keiji Hashimoto and Kazuya Imamura
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 号: 29 ページ: 19321-19325

    • DOI

      10.1039/c8cp02316f

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ring hydrogenation of aromatic compounds in aqueous suspensions of an Rh-loaded TiO2 photocatalyst without use of H2 gas2018

    • 著者名/発表者名
      K. Nakanishi, R. Yagi, K. Imamura, A. Tanaka, K. Hashimoto, H. Kominami
    • 雑誌名

      Catalysis Science and Technology

      巻: 8 号: 1 ページ: 139-146

    • DOI

      10.1039/c7cy01929g

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 実用化された光触媒と実用化したい光触媒反応2019

    • 著者名/発表者名
      今村和也
    • 学会等名
      2019 年度「油化学関連シンポジウム in 高知」-炭素骨格を自在に操る触媒技術-
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸化チタン(IV)光触媒によるデンプンの選択的変換反応2019

    • 著者名/発表者名
      今村和也・青野悠士郎・坂本友樹・柳澤和道・恩田歩武
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタン (IV)によるエタノールから 1,1-ジエトキシエタンへの触媒・光触媒的変換反応における各種反応因子の影響2019

    • 著者名/発表者名
      安井真優・恩田歩武・柳澤和道・今村和也
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ジルコニウム系触媒を用いたセルロース変換2019

    • 著者名/発表者名
      寺坂康志・恩田さゆり・今村和也・恩田歩武
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スルホン化活性炭触媒の加水分解活性と吸着特性の関連性2019

    • 著者名/発表者名
      坂本友樹・今村和也・恩田歩武
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sr-Pハイドロキシアパタイト触媒による 1,6-ヘキサンジオールからシクロペンタンメタノールへの変換2019

    • 著者名/発表者名
      中桐麻人・今村和也・恩田歩武
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カルボキシ基を有する活性炭触媒を用いた海藻多糖の加水分解2019

    • 著者名/発表者名
      恩田歩武・西浦良紀・小池美雪・恩田さゆり・坂本友樹・今村和也・椿俊太郎
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ロジウム担持酸化チタン(IV)光触媒によるデンプンからギ酸への選択的変換反応2019

    • 著者名/発表者名
      青野悠士郎・坂本友樹・恩田歩武・今村和也
    • 学会等名
      高知化学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バイオマスを水素源としたニトロベンゼンの光触媒的水素化2019

    • 著者名/発表者名
      池内一真・恩田歩武・今村和也
    • 学会等名
      高知化学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 芳香族ニトロ化合物を光触媒として利用する酸化反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      新納健司・恩田歩武・今村和也
    • 学会等名
      高知化学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタン(IV)によるエタノールから 1,1-ジエトキシエタンへのドミノ反応における酸触 媒的アセタール化に及ぼす光の影響2019

    • 著者名/発表者名
      安井真優・恩田歩武・今村和也
    • 学会等名
      高知化学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ニトロベンゼンを光触媒として利用する 2-プロパノールの酸化反応2019

    • 著者名/発表者名
      新納健司・今村和也
    • 学会等名
      高大連携科学系研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Pd担持酸化チタン(IV)光触媒によるC-O結合の化学選択的開裂反応2018

    • 著者名/発表者名
      櫻木優詞, 眞壁和浩, 恩田歩武, 柳澤和道,今村和也
    • 学会等名
      第34回若手化学者のための化学道場(in高知)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオマスを水素源とした水素ガスフリーな光触媒的水素化2018

    • 著者名/発表者名
      池内一真, 恩田歩武, 柳澤和道, 今村和也
    • 学会等名
      高知化学シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化チタン(IV)光触媒による 1,1-ジエトキシエタンのOne-pot 合成2018

    • 著者名/発表者名
      安井真優, 恩田歩武, 柳澤和道, 今村 和也
    • 学会等名
      高知化学シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ring Hydrogenation of Aromatic Compounds in Aqueous Suspensions of Rh-loaded TiO2 Photocatalyst without Use of H2 Gas2018

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Nakanishi, Ryosuke Yagi, Kazuya Imamura, Atsuhiro Tanaka, Keiji Hashimoto, Hiroshi Kominami
    • 学会等名
      SPEA10
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ベンジルフェニルエーテルの光触媒的開裂反応における各種反応因子の影響2017

    • 著者名/発表者名
      今村和也・加藤宙子・和田雄一郎・眞壁和浩・恩田歩夢・佐藤勝俊・永岡勝俊
    • 学会等名
      第120回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化チタンによる光触媒的水素化反応2017

    • 著者名/発表者名
      今村和也
    • 学会等名
      2017年日本化学会中四国支部大会・鳥取大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pd-TiO2によるC-O結合の選択的開裂2016

    • 著者名/発表者名
      今村和也,加藤宙子,和田雄一郎,佐藤勝俊,永岡勝俊
    • 学会等名
      2016年日本化学会中四国支部大会(香川大会)
    • 発表場所
      香川大学
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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