| 研究課題/領域番号 |
25709077
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
高垣 敦 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30456157)
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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 | 固体酸触媒 / バイオマス / 金属酸化物 / 脱水反応 / 反応機構 / エピ化 / 糖類 |
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| 研究概要 |
本研究では、酵素触媒や均一系酸触媒では実現不可能な、固体酸触媒による高選択的糖変換プロセスの構築を目的としている。今年度は、①糖アルコール（ソルビトール）の水中環化脱水反応および②グルコースのエピ化を実施した。
①ソルビトールの環化脱水反応からは、有用な１，４－ソルビタンやイソソルビドが得られるが、層状ニオブモリブデン酸化物を用いると、高選択的に１，４－ソルビタンを生成することがわかった。速度論的解析により、層状NbMo酸化物では、ソルビトールから１，５－ソルビタン等の副生成物への生成が抑えられることや、１，４－ソルビタンからイソソルビドへの逐次脱水がほとんど進行しないことがわかった。また、粉末Ｘ線回折により、ソルビトールは層状NbMo酸化物の層間に容易に挿入され（インターカレート）、層間の強酸点と反応するが、一方、反応物中間体の１，４－ソルビタンや、最終生成物のイソソルビドはインターカレートできないことがわかった。このようにインターカレーションの基質依存性が高選択的な中間生成物合成に寄与していることを見出した。
②グルコースのエピ化では、同様に層状HNbMoO6が、グルコース―マンノースのエピ化を高選択的に進行させることがわかった。ただし、ブレンステッド酸点を有さないLiNbMoO6においても同様の活性を示した。単糖のエピ化においては、ブレンステッド酸性の有無によらず活性を示すが、二糖類（セロビオース）からマンノースへのワンポット合成においては、ブレンステッド酸性を有するHNbMoO6のみが活性を示した。
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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
当初の研究計画通り、触媒の探索を行い、ソルビトール脱水反応やグルコースエピ化において、高活性、高選択性を有する固体触媒を見出した。またその高選択性発現の要因についても明らかにすることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
高い選択性を達成するための触媒の反応場設計を行う。固体酸性、層間距離の制御等を行う。また、同位体を用いＮＭＲにより反応機構の解明を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
研究補助員の雇用に関わる経費が予定していたよりも低かったため。なお、研究補助員の経費は派遣採用のため「その他」より支出した。
研究促進のため、主に人件費として使用する。
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