新しい固体超強塩基の開発とグリーンケミストリーへの応用

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350427
• 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) ; 宮崎 隆文 愛媛大学, 工学部, 助教授 (70260156)
• キーワード: 固体塩基 / アルカリ金属塩 / オレフィン異性化 / グリーンケミストリー

研究概要

新規(超)強塩基性を固体表面上に発生させることを試み、均一塩基溶媒系で行われている現行の多くの塩基触媒型反応を不均一触媒系に転換するグリーンケミストリー化をすすめる。
まず、1族および2族金属塩と無機担体問の組み合わせに関する詳細な検討を行った。
対象とする1族および2族金属塩はKおよびCsの硝酸塩・炭酸塩およびMg、Ca、Sr、およびBaの硝酸塩・炭酸塩とし、担体として用いる無機化合物はSiO_2,Al_2O_3,ZrO_2,TiO_2とした。
試料の評価(反応性)はモノエン、アセチレン化合物およびシクロオレフイン類の多重結合異性化反応および脱水素反応を選択した。
対象とした各種金属塩ををAl_2O_3,と組み合わせることにより目的とする超強塩基性を発現させることに成功した。得られた新規固体塩基は上記化合物の二重結合異性化に対し10molg^<-1>h^<-1>に達する高い活性を有する。
昇温分解法により塩基性発現の関係を検討した結果、湿式混練法で試料を調製する間に、担体表面上で金属塩がカチオンとアニオンにイオン解離し、アニオンのみが独立に分解するため過剰のO^<2->アニオンを発生し塩基性を発現するとの当初の予測を裏付けることができた。
XRDによる試料の全体構造の様相を検証するとともに、XAFSによる局所構造の測定・解析を開始しつつある。

研究成果

• [文献書誌] T.Yamaguchi, Y.Wang, M.Komatsu, M.Ookawa: "New Solid Base Derived from Supported Metal Nitrates and Carbonates"Catal. Survey from Japan. 5. 81-89 (2002)
• [文献書誌] T.Miyazaki, K.Michitani, M.Ookawa, T.Yamaguchi: "On the Behavior of the Selective Oxidation LiNiO_2: Oxidative Coupling of Methane"Res. Chem. Intermed.. 28. 479-484 (2002)
• [文献書誌] T.Yamaguchi: "Alkane Isomerization and Acidity Assessment on Sulfated ZrO_2"Applied Catalysis. 222. 237-246 (2001)
• [文献書誌] M.Ookawa, Y.Yogoro, T.Yamaguchi, K.Kawamura: "X-Ray Diffraction Analysis of Ordered Mesoporous Silica"Studies of Surface Science and Catalysis. 135. 135 (2001)
• [文献書誌] T.Yamaguchi, N.Kasuya: "On the hydrogen liberation from alkylsilane with deuterated solid acid as a model of hydrocarbon activation"Proceedings of 12th International Congress on Catalysis. CD R072 (2000)
• [文献書誌] T.Yamaguchi, Y.Wang, M.Komatsu, A.Suzuki, M.Ookawa: "On the Generation of Basic Properties of Supported Nitrates and Carbonates of Group 1 and Group 2 Elements"Studies of Surface Science and Catalysis. (in press).
• [文献書誌] 山口 力 他: "触媒調整の進歩"触媒調整化学振興会編、触媒学会. 107 (2000)