| 研究課題/領域番号 |
16206078
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
触媒・資源化学プロセス
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
金田 清臣 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (90029554)
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| 研究分担者 |
海老谷 幸喜 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (50242269)
水垣 共雄 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (50314406)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| キーワード | 環境調和型物質変換 / 選択酸化反応 / 炭素-炭素結合形成反応 / 炭酸ガスの固定化反応 / ヒドロキシアパタイト / モンモリロナイト / ハイドロタルサイト / 高機能性触媒 |
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| 研究概要 |
本研究では、高度な環境調和型物質変換プロセスの実現を目指して、無機多孔体の特性に基づき新世代型ハイブリッド触媒の開発を行った。以下に主な研究成果を述べる。
(1)層状粘土鉱物モンモリロナイト(mont)の層間のカチオン交換能を利用して層間に固定化した各種金属種は、特有の構造をもち、炭素-炭素結合形成反応・O_2のみを酸化剤とする炭化水素の酸素化反応を効率よく進行させる極めて特異な固体触媒となる。
(2)数Åのmont層間の金属カチオン種に起因する酸点をもつ金属カチオン交換モンモリロナイト(M^<n+>-mont)と、約40μmの粒子表面に塩基点をもつ層状粘土鉱物ハイドロタルサイト(HT)の2種類の固体触媒を混合しても、mont層間の酸点とHT表面の塩基点は接触することなくお互いの機能を発揮でき、複数の酸・塩基触媒反応を連続的に進行させるone-pot反応を可能とした。
(3)生体硬組織の主成分であるヒドロキシアパタイト(HAP)のイオン交換能や吸着能、非化学量論性といった特徴を利用してHAP表面に固定化した、パラジウムナノ粒子や金属単核種は、アルコールの酸化反応・脱ハロゲン化反応・炭酸ガスの固定化反応に極めて高い触媒活性を示す。
(4)HT表面では、RuMnMnトリメタリック種を創製でき、アルコール類のカルボニル化合物への選択酸化反応を迅速に進行させることが可能であった。また、反応の動力学的検討により、隣接Mn種はルテニウムアルコキシド中間体からのβ水素脱離を促進していると考察した。
(5)Pd錯体をアミド溶媒中にて用い、O_2のみを再酸化剤とした極めて効率的なWacker酸化反応系を開発した。本反応系は、銅や塩酸を全く必要とせず、従来のWacker反応系よりも高い滑性・選択性を示す。本触媒系は、求核剤を選択することで、末端オレフィンの酸化反応における位置選択性の完全スイッチが達成でき、H_2Oの代わりに酢酸を求核剤に用いると、1級炭素のみが選択的にアセトキシル化される。
上記触媒は、分離・回収が容易で再使用が可能である。
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