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2007 年度 実績報告書

シルセスキオキサンを活用した環境対応型触媒の創製

研究課題

研究課題/領域番号 18360388
研究機関京都大学

研究代表者

和田 健司  京都大学, 工学研究科, 講師 (10243049)

キーワードシルセスキオキサン / 環境対応型触媒 / ゲル触媒 / ナノ構造制御 / チタン / アルケンのエポキシ化 / ナノクラスター / 固定化触媒
研究概要

本研究では新規金属含有籠状シルセスキオキサンを活用した、回収再利用が容易で環境負荷の少ない有機合成プロセスを可能にする不均一系触媒の開発に取り組み、本年度は以下に示した結果を得た。
【1】チタン架橋型シルセスキオキサンおよび籠状シルセスキオキサン類から構成されるゲル触媒について、調製条件がゲルの細孔構造、および過酸化水素水を酸化剤とするアルケンのエポキシ化反応に対する触媒活性に及ぼす影響を系統的に検討した。その結果、Si-H基を有する原料とビニルシリル基を有する原料の比を制御することで、ほとんど比表面積を有さないゲルから700m2/g以上の高比表面積を有するゲルまで自在に調整できる手法を見出した。中でも比表面積をほとんど有さないゲルが高い触媒活性を示したが、これらは若干の活性低下を伴うものの再利用が可能であった。
【2】チタン含有シルセスキオキサンをシリカ系担体に化学的に固定化する手法により、過酸化水素水あるいは有機過酸化物を酸化剤とするアルケンのエポキシ化反応に高活性を示す触媒を開発した。これらの触媒は、チタン含有シルセスキオキサンを均一系触媒として用いた場合の約2倍のTOFを示し、高い触媒活性を有することが判明した。また、繰り返し再利用しても活性の低下はほとんど認められなかった。
【3】アルコールの空気酸化反応等に高い活性を有するシルセスキオキサン保護パラジウムナノクラスター触媒を不均一系触媒に展開するため、予備的検討として、固体材料化の手がかりとなるビニル基等の反応部位を併せ持つシルセスキオキサン配位子を合成した。例えば、Pd触媒存在下でのオクタビニルシルセスキオキサンと3-ヨードピリジン間のMizoroki-Heck反応によって1つあるいは複数個のピリジル基が導入された籠状シルセスキオキサンを調製した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Preparation of silica-immobilized titanium-containing silsesquioxane catalysts and activity for the epoxidation of alkenes2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Wada, Naoki Watanabe, Teruyuki Kondo, Take-aki Mitsudo
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Science (印刷中)(Web出版済)

    • 査読あり
  • [学会発表] ナノサイズのシルセスキオキサン分子を活用したチタン含有有機無機複合触媒の調製2008

    • 著者名/発表者名
      平林和彦、和田健司、井上正志
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会(2PB173)
    • 発表場所
      立教大学池袋キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] シルセスキオキサンを活用した配位性官能基含有有機-無機複合ゲルの調製2008

    • 著者名/発表者名
      佐久川周子、平林和彦、和田健司、井上正志
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会(2PB174)
    • 発表場所
      立教大学池袋キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] Preparation and Catalytic Activity of Silsesquioxane-based Transition Metal Catalysts2007

    • 著者名/発表者名
      K. Wada, K. Yano, R. Tomoyose, T. Mitsudo
    • 学会等名
      C&FC2007 International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2007
    • 発表場所
      南洋工科大学(シンガポール)
    • 年月日
      2007-12-20
  • [学会発表] Ti-containing silsesquioxane gel catalysts: Synthesis and activity for epoxidation of alkenes by the use of aq. H2022007

    • 著者名/発表者名
      K. Hirabayashi, K. Wada, M. Inoue
    • 学会等名
      C&FC2007 International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2007
    • 発表場所
      南洋工科大学(シンガポール)
    • 年月日
      2007-12-18
  • [学会発表] チタン含有シルセスキオキサンを用いた新しい触媒の開発2007

    • 著者名/発表者名
      平林和彦、和田健司、光藤武明
    • 学会等名
      第100回触媒討論会(3K12)
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2007-09-19
  • [図書] 金属含有シルセスキオキサンの触媒への応用(シルセスキオキサン材料の化学と応用展開(分担執筆))2007

    • 著者名/発表者名
      和田健司
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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