二機能性触媒を超臨界CO2-イオン液体二相系で活用するバイオマスの選択的水素化

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15347
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 郭 海心 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (00828048)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 二機能性触媒 / 遷移金属 / 水素化 / バイオマス

研究成果の概要

本研究では、触媒開発として反応系デザインを行うことでバイオマス関連成分を水素化しフラン・ラクトンとする効率的なグリーン化学プロセスを開発する。バイオマス関連化合物の選択的水素化を可能とする遷移金属二機能性触媒を開発する。本手法では触媒調製や前処理に水素ガスを用いないものとする。水素ガスを用いず、生成物分離が容易なワンポットでのバイオマス関連化合物の選択的水素化を可能とする反応系を開発する。反応基質としてレブリン酸, フルフラールand 5-ヒドロキシメチルフルフラールを用い、水素化によりこれらはそれぞれg-バレロラクトン, フルフリルアルコール、2,5-ジメチルフランなる 。

自由記述の分野

環境グリーンプロセス学

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在まで、ほとんどのモノマーや燃料(例：GVL, フルフリルアルコールand 2,5-ジメチルフラン) は工業的規模で石油から生産されている。バイオリファイナリーの出現によりバイオマス由来のモノマー生産が盛んになりつつある。貴金属触媒によるバイオマス水素化に関する論文が主である。しかし、貴金属は効果でありプロセスの大型化の際に限界があると考える。真に持続可能なプロセスは、原料と触媒双方を再生可能な物質由来とする必要があり、炭素のような豊富な元素からの触媒合成は重要である。