| 研究課題/領域番号 |
20K22473
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0401:材料工学、化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 地方独立行政法人北海道立総合研究機構 |
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研究代表者 |
近藤 永樹 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術環境研究本部 工業試験場, 研究主任 (30884770)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 触媒化学 / 酸化物触媒 / 亜臨界・超臨界水 / バイオマス変換 / グルタミン酸 / 2-ピロリドン / アミノ酸変換 / 触媒 / 金属酸化物 / 化学工学 / マイクロリアクション / アミノ酸 / ピロリドン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、水由来の水素を用いた水素添加機能を持つ触媒を開発し、その触媒をアミノ酸変換反応に適応し、環境調和型かつ実現性のあるプロセスを設計する研究である。
工業製品の製造では、触媒の利用により反応を効率的に進行させることが可能である。そのため、工業やファインケミカル等、多分野で高機能触媒の開発が進められている。
本研究では、アルケン、ニトロ基等を還元する水素化反応をターゲットに、水由来の水素を利用可能にすることで水素添加を不要とする安価な触媒として、有機金属骨格及び金属酸化物微粒子の調製法を開発する。また得られた触媒を使用しアミノ酸の水素化反応を行い、高分子原料、医薬品等の原料を合成する。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題は、石油由来原料ではなくバイオマス由来資源（アミノ酸）を用い、生分解性プラスチックであるポリアミド４の原料（2-ピロリドン）を合成する研究である。その際、水素ガスの加圧供給に代わり、水を用いた触媒反応をアミノ酸変換反応に適応し、環境調和型かつ実現性のあるプロセスを設計することを検討した。
その結果、亜臨界・超臨界水条件下で、Zr含有ナノ触媒を用いた反応を適用すると、臨界点（374 ℃、22.1 MPa）に近い条件ほど、2-ピロリドンを高効率で合成できることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、未利用の天然物から得られるグルタミン酸を原料とした、生分解性プラスチックであるポリアミド４の合成原料（2-ピロリドン）の合成プロセスが開発された。本成果にかかる検討をさらに進めるとともに、日本の水産加工業や化成品産業などに技術移転し、それら産業の活性化や、国内での新産業創出を図る。
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