| 研究概要 |
本研究の目的は,均一系液相酸触媒反応を固体酸触媒化するとともに,固体触媒のナノ空間を利用して選択性を向上させようとするものである。ファインケミカルズを合成する反応の多くは、液相で均一系触媒を用いて行われることが多い。しかし、実用的には分離、回収が容易で再利用もできる固体触媒を用いる方が有利である。代表的な固体酸触媒にゼオライトがあるが細孔径は1nm以下で、細孔に入れない嵩高い分子の反応に高活性を示すことは期待できない。一方、MCM-41はゼオライトより大きいメソ領域の細孔を持つ。このため嵩高い分子の反応においてMCM-41は触媒として高い活性を示す可能性がある。
本研究において得られた特筆すべき成果を以下に述べる。嵩高い分子であるアントラセンとp-ベンゾキノンの液相Die1s-Alder反応の場合,Alを添加したMCM-41触媒は均一系触媒であるAlCl_3と同程度の活性を有する。また,p-ベンゾキノンより反応性が低い2,6-ジメチルキノンとアントラセン,および1,4-ナフトキノンとアントラセンのの反応でも,Alを添加したMCM-41触媒はゼオライトや強酸性イオン交換樹脂より高い活性を示し,Al当たりの活性はAlCl_3と同程度であった。さらに,シクロペンタジエンとクロトンアルデヒド,trans-2-ヘキサナール,3-(フリル)アクロレイン,またはtrans-シンナマルデヒドとの液相Die1s-Alder反応でも,Alを添加したMCM41触媒はゼオライトや強酸性イオン交換樹脂より高い活性を示し,Al当たりの活性はAlCl_3と同程度であった。以上のように,Alを添加したMCM-41触媒は多くのDie1s-Alder反応に対して高い活性を示すことが明らかになった。また,Diels-Alder反応だけでなく,ベンゼンと塩化t-ブチルのFriedel-Crafts反応の場合も,Alの添加法を工夫すれば,Al添加MCM-41はこれらの反応に対してAlCl_3に匹敵する活性を示した。
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