| 研究課題/領域番号 |
25420825
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
海老谷 幸喜 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (50242269)
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| 研究分担者 |
西村 俊 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (20610067)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 固体触媒 / hydroxymethylfurfural / 1,2-propanediol / ギ酸 / 乳酸 / 選択的還元反応 |
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| 研究実績の概要 |
太陽光、水、炭酸ガスから生成されるバイオマス由来物質群を、有用な化成品材料や燃料物質に変換する技術は、新たな資源開発・資源の多様化という観点から意義深い。本申請研究では、糖類に由来する様々な物質を種々の化成品材料・燃料へと効率よく変換する固体触媒反応系の開発を行い、次の研究成果を得るに至った。
1. 5-Hydroxymethylfurfural(HMF)を燃料添加剤 2,5-Dimethylfuran に変換する固体触媒系 炭素を担体にするAuPdバイメタルナノ触媒を用いると、一気圧水素存在下でHMFの側鎖の酸素を取り除き、 2,5-Dimethylfuranを効率よく合成できる事を見出した。
2. バイオマス由来の 1,2-propanediol の水酸基の片方のみを分子状酸素を用いて水中で酸化できる固体触媒系 デンプンを保護剤にしたハイドロタルサイト担持Ptナノ粒子触媒は、一気圧の酸素存在下、水中で1,2-propanediol の水酸基の片方のみを選択的に酸化できる事を見出した。
3. 糖類から有機酸（ギ酸、乳酸）を製造する固体触媒系 酸化マグネシウム担持銅触媒は、様々な糖類からギ酸や乳酸を効率的に合成できる事を見出した。
4. ギ酸を還元剤に用いるニトロアレーン類の選択的還元触媒反応系 3で見出したバイオマス由来ギ酸を水素源として用い、芳香族ニトロ化合物を選択的に芳香族アミン類に変換できる固体触媒系を見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前年度の研究では、ギ酸を還元剤に使って5-Hydroxymethylfurfuralから1,6-hexanediolおよびγ-valerolactoneへの選択的的還元反応を見出していた。今年度は、ギ酸を糖類から得る固体触媒系を見出し、バイオマス由来資源から有機酸を効率よく生産できる可能性を示せた点、この時酸化剤である過酸化水素利用効率がほぼ100%であった点、ギ酸をニトロアレーン類のニトロ基のみを選択的にアミノ基に還元できる固体触媒系を見出した点で、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
単糖類からは、効率的にギ酸を製造する事ができたが、多糖類を変換する事は困難であった。そこで、今後は、多糖類の変換に向けた固体触媒系の開発をターゲットに研究を推進する予定である。また、生成したギ酸をその場で使用できる触媒系の開発も行う予定である。ターゲット反応は、ニトリル類、カルボニル化合物の還元反応とする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
消耗品の購入で、予算の効率的な使用ができたため、差額が未使用額となったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
固体触媒を用いる合成反応実験で、反応ガス、試薬等の消耗品の購入に使用する予定である。
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