| 研究概要 |
本研究では、研究代表者らによる高機能固体触媒開発の知見をもとに、機能集積型の新規固体触媒の設計を行い、バイオマス由来原料であるグリセロールやフルフラールからの化成品やファインケミカルズ合成プロセスの開発を目的とした。特に本年度は、バイオマス由来化学原料としてグリセロールからの変換反応を行うとともに、フルフラールからの変換反応を中心に検討した。フルフラールの水素化分解で得られるジオール類は、工業的にも重要な原料となる。特に1,2-ペンタンジオールは、化粧品や医薬品合成中間体などに用いられる重要な化合物である。これまで、石油化学由来原料であるオレフィンから合成されてきたが、カーボンニュートラルなバイオマス由来原料からの合成法の開発は、資源、環境問題の観点からも重要である。
これまでにフルフラールの水素化分解については、多くの報告がなされているが、一般的に1,5-ペンタンジオールと1,2-ペンタンジオールの混合物が得られることが多く、高収率で得ることが困難であった。これまでにフルフラールを還元したフルフリルアルコールを原料とした場合には、1,5-ペンタンジオールを高選択的に得る反応が知られている。しかし、1,2-ペンタンジオールを得ることは困難であった。我々は、新たに開発した白金系触媒を用いることで、これまでにない高い選択性でフルフラールから直接的に1,2-ペンジオールが得られることを見出した。本反応では、塩基性ハイドロタルサイトに担持した白金ナノ粒子を用いており、ホルミル基の還元、フラン環の開裂と水素化を逐次で進行させることで高選択性を実現した。本触媒は安定で取り扱いが容易であり、触媒活性を維持したまま、反応後の触媒の回収・再使用が可能である。
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