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本研究では超臨界二酸化炭素を反応場かつ反応基質とし、種々の固体触媒を用いて二酸化炭素の化学的固定化を行い、超臨界二酸化炭素を溶媒かつ反応基質とした場合の特性を明らかにし、さらにこれを活性化する触媒を調製する案件を検討することを目的とする。
本年度は種々のスメクタイト触媒を合成し、二酸化炭素、プロピレンオキシドおよびメタノールからの炭酸ジメチル(DMC)一段に用いた。その結果、アルカリ含有量が多い触媒はより高いDMC収率を与えること、およびナトリウムやカリウムを含む触媒はリチウムを含む触媒よりも優れていることを明らかにした。また高いDMC収率を与える触媒上では副反応であるエポキシドのメタノーリシスが抑制されることが分かった。触媒の塩基特性を吸着CO_2の昇温脱離で検討した結果から強塩基点がDMC生成に重要であることが明らかになった。
DMC一段合成とは別に、アミノエタノールへのCO_2付加による環状ウレタン合成について触媒探査を行った。種々の金属酸化物およびイオン性液体を用いたが、この反応に活性を示すのはイミダゾリウム塩のみであり中でもブチルメチルイミダゾリウムブロマイドが高活性であった。この触媒を用いて、さらに反応条件や反応基質の影響を検討した。この反応では生成物と原料の反応でN-アルコキシ環状ウレアが生成するが、6員環の環状ウレタンを与える基質ではアルコキシ環状ウレアの生成は抑制され高い環状ウレタン収率が得られた。
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