2023 年度研究成果報告書

ポリエステルから高付加価値有機分子への直接変換を可能とする革新的触媒の設計・開発

研究課題

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研究課題/領域番号	22K18927
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分27:化学工学およびその関連分野
研究機関	東京都立大学
研究代表者	三浦大樹東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (20633267)
研究期間 (年度)	2022-06-30 – 2024-03-31
キーワード	担持金触媒 / C-O結合変換 / ポリエステル解重合
研究成果の概要	ポリエステルの炭素資源としての利用を目的として、不活性なC-O結合の変換反応の開発を進めた。まずアルキルエステルの変換を可能とする触媒系の開発をすすめたところ、担持金ナノ粒子触媒がジシラン存在下においてエステル中の安定なC-O結合を効率的にC-Si結合へと変換し、対応するアルキルシランを高収率で与えることを明らかにした。触媒表面の分析や速度論的な反応機構解析を詳細に行った結果、金ナノ粒子と担体が協働することで目的のC-O結合変換が効率的に進行することを明らかにした。さらに本手法を用いることでポリエステルなどの高分子化合物から有機ケイ素化合物モノマーを合成できることも明らかにした。
自由記述の分野	触媒化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	廃棄ポリマーの森林及び海洋での蓄積が深刻な環境問題として挙げられている。これまでケミカルな循環法として、ポリマーをアルカリ条件での加溶媒分解によって原料モノマーへ回帰させる方法や、改質によるガス化が提案されてきたが、高エネルギー負荷型変換であった。本研究では担持Au触媒がポリマーを解重合しつつ、そのモノマーユニットを高付加価値化成品へと直接変換出来ることを明らかにした。これは環境問題の解決に貢献するだけでなく、多量に存在する廃棄ポリマーに対して革新的な使用途を与えることができることから、炭素資源循環にも大きく貢献できる重要技術といえる。