固体触媒による単糖の選択的脱水反応

• 研究課題/領域番号: 20860038
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 高垣 敦 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (30456157)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,289千円 (直接経費: 2,530千円、間接経費: 759千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2008年度: 1,729千円 (直接経費: 1,330千円、間接経費: 399千円)
• キーワード: 固体酸触媒 / バイオマス変換 / 脱水反応 / 無水糖 / イオン交換樹脂 / ハイドロタルサイト / ヒドロキシメチルフルフラール / スルホ基

研究概要

バイオマスの中でも糖類基本単位であるグルコースを原料とし,脱水反応により有用化合物を高選択的に合成できる固体触媒を開発することを目的とした.まず,イオン交換樹脂アンバーリスト-15がグルコースから無水糖(レボグルコサン)を選択的に合成できることを見出した.また,固体塩基(ハイドロタルサイト)と固体酸(アンバーリスト-15)を同時に加えると,ワンポットにて5-ヒドロキシメチルフルフラールが高選択的に得られることがわかった.

研究成果

• [雑誌論文] Monodisperse iron oxide nanoparticles embedded in Mg-Al hydrotalciteas a highly active, magnetically separable and recyclable solid base catalyst (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Nishimura, A.Takagaki, K.Ebitani
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A one-pot reaction for biorefinery: combination of solid acid and base catalysts for direct production of 5-hydroxymethylfurfural from saccharides (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Takagaki, Mika Ohara, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
  • 雑誌名: Chemical Communications ページ: 6276-6278
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glucose to Value-added Chemicals:Anhydroglucose Formation by Selective Dehydration over Solid Acid Catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Takagaki, Kohki Ebitani
  • 雑誌名: Chemistry Letters 38 ページ: 650-651
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glucose to Valued-added Chemicals : Anhydroglucose Formation by Selective Dehydration over Solid Acid Catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Takagaki, K.Ebitani
  • 雑誌名: Chemistry Letters 38 ページ: 650-651
  • NAID: 10025123689
  • 査読あり
• [雑誌論文] A one-pot reaction for biorefinery : combination of solid acid and base catalysts for direct production of 5-hydroxymethylfurfural from saccharides (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Takagaki, M.Ohara, S.Nishimura, K.Ebitani
  • 雑誌名: Chemical Communications ページ: 6276-6278
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glucose to Valued-added Chemicals : Anhydroglucose Formation by Selective Dehydration over Solid Acid Catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Takagaki, K. Ebitani
  • 雑誌名: Chemistry Letters (in press)
  • NAID: 10025123689
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of 5-hydroxymethylfurfural and levoglucosan by selective dehydration of glucose using solid acid and base catalysts
  • 著者名/発表者名: Mika Ohara, Atsushi Takagaki, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
  • 雑誌名: Applied Catalysis A: General (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monodisperse iron oxide nanoparticles embedded in Mg-Al hydrotalcite as a highly active, magnetically separable and recyclable solid base catalyst
  • 著者名/発表者名: Shun Nishimura, Atsushi Takagaki, Kohki Ebitani
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan (in press)
  • NAID: 10027175344
  • 査読あり
• [学会発表] 金属酸化物ナノシートを用いた水中での5-ヒドロキシメチルフルフラールの合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大原三佳、西村俊、高垣敦、堂免一成、海老谷幸喜
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 金属酸化物ナノシートを用いた水中での5-ヒドロキシメチルフルフラールの合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大原三佳、西村俊、高垣敦、堂免一成、海老谷幸喜
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 近畿大学(大阪)
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 固体酸塩基触媒を用いた糖類からのフルフラール類のワンポット合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大原三佳、西村俊、高垣敦、海老谷幸喜
  • 学会等名: 第105回触媒討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-03-24
• [学会発表] 固体酸塩基触媒を用いた糖類からのフルフラール類のワンポット合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大原三佳、西村俊、高垣敦、海老谷幸喜
  • 学会等名: 第105回触媒討論会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都)
  • 年月日: 2010-03-24
• [学会発表] 固体酸塩基触媒を用いた糖類からの5-ヒドロキシメチルフルフラールの直接合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大原三佳、西村俊、高垣敦、海老谷幸喜
  • 学会等名: 平成21年度日本化学会北陸地区研究会
  • 発表場所: 石川
  • 年月日: 2009-11-28
• [学会発表] Anhydroglucose Formation from Glucose over Solid Acid Catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: 高垣敦, 海老谷幸喜
  • 学会等名: The 12^<th> Japan-Korea Symposium on Catalysis
  • 発表場所: 秋田キャッスルホテル(秋田)
  • 年月日: 2009-10-15
• [学会発表] 5-Hydroxymethylfurfural Formation from Glucose over Solid Acid/Base Catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: 大原三佳, 西村俊, 高垣敦, 海老谷幸喜
  • 学会等名: The 12^<th> Japan-Korea Symposium on Catalysis
  • 発表場所: 秋田キャッスルホテル(秋田)
  • 年月日: 2009-10-15
• [学会発表] Anhydroglucose Formation from Glucose over Solid Acid Catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Takagaki, Kohki Ebitani
  • 学会等名: The 12th Japan-Korea Symposium on Catalysis
  • 発表場所: Akita (Japan)
  • 年月日: 2009-10-14
• [学会発表] 5-Hydroxymethylfurfural Formation from Glucose over Solid Acid/Base Catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: Mika Ohara, Shun Nishimura, Atsushi Takagaki, Kohki Ebitani
  • 学会等名: The 12th Japan-Korea Symposium on Catalysis
  • 発表場所: Akita (Japan)
  • 年月日: 2009-10-14
• [学会発表] 固体酸触媒による無水糖の合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高垣敦、海老谷幸喜
  • 学会等名: 第104回触媒討論会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2009-09-29
• [学会発表] 固体酸触媒による無水糖の合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高垣敦、海老谷幸喜
  • 学会等名: 第104回触媒討論会
  • 発表場所: 宮崎大学(宮崎)
  • 年月日: 2009-09-29
• [学会発表] 固体酸塩基触媒による糖類からの5-ヒドロキシメチルフルフラールへ直接合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大原三佳、西村俊、高垣敦、海老谷幸喜
  • 学会等名: 第104回触媒討論会
  • 発表場所: 宮崎大学(宮崎)
  • 年月日: 2009-09-29
• [学会発表] Selective synthesis of 5-hydroxymethylfurfural and levoglucosan from glucose over solid acid/base catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Takagaki, Mika Ohara, Kohki Ebitani
  • 学会等名: 6th World Congress on Catalysis by Acids and Bases (ABC-6)
  • 発表場所: Genova (Italy)
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] Selective synthesis of 5-hydroxymethylfurfural and levoglucosan from glucose over solid acid/base catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: 高垣敦, 大原三佳, 海老谷幸喜
  • 学会等名: 6^<th> World Congress on Catalysis by Acids and Bases(ABC-6)
  • 発表場所: Ancient Harbor, Genova(Italy)
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] 固体酸触媒を用いたグルコースの脱水反応によるレボグルコサンの合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高垣敦、海老谷幸喜
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 固体酸塩基触媒を用いたグルコースから5-ヒドロキシメチルフルフラールへのOne-pot合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大原三佳、西村俊、高垣敦、海老谷幸喜
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2009-03-27
• [産業財産権] 海老谷幸喜、高垣敦 (2010)
  • 発明者名: 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学
  • 出願年月日: 2010-02-18
• [産業財産権] 5-ヒドロキシメチルフルフラールの製造方法 (2010)
  • 発明者名: 海老谷幸喜、高垣敦
  • 権利者名: 北陸先端科学技術大学院大学
  • 出願年月日: 2010-02-18
  • 外国
• [産業財産権] 無水糖の製造方法 (2009)
  • 発明者名: 海老谷幸喜、高垣敦
  • 権利者名: 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学
  • 産業財産権番号: 2009-053068
  • 出願年月日: 2009-03-06
• [産業財産権] 5-ヒドロキシメチルフルフラールの製造方法 (2009)
  • 発明者名: 海老谷幸喜、高垣敦
  • 権利者名: 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学
  • 産業財産権番号: 2009-053041
  • 出願年月日: 2009-03-06
• [産業財産権] 無水糖の製造方法 (2009)
  • 発明者名: 海老谷幸喜, 高垣敦
  • 権利者名: 北陸先端科学技術大学院大学
  • 産業財産権番号: 2009-053068
  • 出願年月日: 2009-03-06