| 研究実績の概要 |
本研究では既往の酸化反応プロセスに代わり得る化学品生産プロセスの構築を目指し、常温・常圧でありながら電位制御により高度な酸化反応が実施でき、連続的かつ効率的な生産も実現できるカラムフロー電解基盤技術を世界に先駆け創出することを目的としている。
昨年度までに電解酸化に対して高活性が見込まれるAuナノ粒子を、カラム電極に充填されるカーボンファイバー上へ電析・担持させる方法が確立され、第1級アルコールに対する選択的な酸化活性が検証されたため、今年度は反応基質をα, β-不飽和アルコールに拡張し検討を実施した。この反応で得られるα, β-不飽和アルデヒドは香料として多用される産業上重要な化学物質であることからも興味深い。具体的には、Au粒子を担持したカーボンファイバー電極をカラム型反応器に充填し、カラム内部に3-メチルクロチルアルコールを含む塩基性電解液を流通しながら定電位電解を実施した。その結果、3-メチルクロチルアルコールの電解酸化により3-メチルクロトンアルデヒドが選択的に生成し、3-メチルクロトン酸の副生は微量であることが明らかとなった。各種電気化学測定の検討により、金電極触媒上では 3-メチルクロトンアルデヒドから3-メチルクロトン酸への酸化が顕著に遅いことが示唆され、速度論的な理由によって3-メチルクロトンアルデヒドが高選択的に得られたことが明らかにされた。
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