有機ケイ素化合物の触媒的転換反応に関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09450298
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 山口 力 愛媛大学, 工学部, 教授 (10000861)
• 研究分担者: 大川 政志 愛媛大学, 工学部, 助手 (00274340)
• キーワード: 固体酸 / 固体塩基 / アルキルシラン / 超強塩基 / トレーサー

研究概要

重水素をトレーサーとするアルキルシランの活性化初期過程の検討。
固体酸あるいは固体塩基上の炭化水素の活性化初期過程の検証のために、炭化水素アナローグとしてのアルキルシラン類の活性化を重水素をトレーサーとして検討した。
固体酸として、固体超強酸、シリカアルミナ、アルミナおよびゼオライト(ZSM-5、H-Y)ならびにNafionを、また固体塩基としてはCaOを用いた。アルキルシラン類としてはジエチルシラン(E2)、トリエチルシラン(E3)、ジエチルメチルシラン(E2M1)、およびジエチルジメチルシラン(E2M2)を用いた。活性化過程は固体表面との反応よりより生成する水素の発生量および同位体組成から検討した。
E2M2を除く全てのシラン類から室温以下で水素発生が観測されることから、活性化初期過程はSi-H結合の切断に関係していることがわかる。表面のプロトンをD化後のシランの吸着に伴う固体酸からの発生水素中にはH_2およびHDが1:1から1:3の割合で観測された。表面プロトンが水素発生に関与していることがわかる。
しかしながら、表面プロトンが存在しないと考えられるアルミナやCaOからも水素発生が観測されることから、シラン類の活性化初期過程には(1)プロトン付加-水素発生、(2)ヒドリド脱離-水素発生、および(3)プロトン脱離-水素発生の3過程が存在することがわかる。
これらの知見はシラン類の触媒的転換反応へ重要な方向性を与えるものと期待される。

研究成果

• [文献書誌] Wang,Komatsu,Yokota,Mano,Ookawa,YAMAGUCHI: "Development of a New Solid Base Catalyst and its Application to Fine Chemicals Synthesis" Proc.3rd.Tokyo Conf.Adv.Catal.Sc.Tech.(TOCAT3). 334-335 (1998)
• [文献書誌] YAMAGUCHI,Yamada,Shibata,Touneki,Ookawa: "Solid Acid Catalyzed Disproportionation and Alkylation of Alkylsilanes" Stud.Surf.Sc.Catal.108. 617-624 (1997)
• [文献書誌] YAMAGUCHI,Zhu,Wang,Komatsu,Ookawa: "Supported K-salts as a New Solid Base Catalyst" Chem.Lett.989-990 (1997)
• [文献書誌] YAMAGUCHI,Zhu,Wang,Komatsu,Ookawa: "New Solid Base Catalyst derived from K-salt with Al_2O_3" Proc.4th Intern.Symp.Heterog.Catal.Fine Chem.116-117 (1996)
• [文献書誌] YAMAGUCHI: "Catalytic Conversion of Alkylsilanes-Disproportionation and Alkylation" Proc.7th Japan-China-U.S.A.Symp.Catal.83-84 (1995)