固体触媒を用いたグルタミン酸から２－ピロリドンへのワンポット高効率変換

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K14261
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 菅沼 学史 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (90731753)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: アミノ酸 / 水素化 / 貴金属触媒

研究成果の概要

豊富に存在する非必須アミノ酸であるグルタミン酸は高圧水素条件下で担持Ru触媒により2-ピロリドンへ転換する反応を見出した．この反応ではグルタミン酸の脱水によりピログルタミン酸が生成した後，水素化によりピログルタミノールへ，さらに脱水素－脱カルボニルにより2-ピロリドンへ変換される．担持Ru触媒はPt,Pd，Rhを担持した触媒に比べて非常に高い活性を示す．Ruは脱カルボニルで生じたCOを速やかにCH4へ水素化できるため触媒毒が起きず2-ピロリドンを生成することがわかった．

自由記述の分野

固体触媒化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本の発酵法によるアミノ酸の製造技術は世界トップレベルである．その技術により将来的にバイオマス資源からアミノ酸が安定して供給可能と見込まれる．よって，アミノ酸をサスティナブル化学品原料として利用する技術が構築されれば資源循環の実現に繋がる．本技術ではカルボニルを活性化する触媒を開発した．今後はさらに別のアミノ酸へ展開して，カルボン酸やアミノ基を水素化，脱炭酸，脱アミノ化させる反応を発展させていくことが望まれる．