Photocatalytic selective cleavage of hetero-bonds under hydrogen-gas free condition

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K18292
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Catalyst/Resource chemical process
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: Imamura Kazuya 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 助教 (30750624)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 光触媒 / 化学選択的 / 水素化分解

Outline of Final Research Achievements

In the presence of a palladium-loaded TiO2 photocatalyst, the cleavage of benzyl phenyl ether in low-molecular-weight alcohol solvents under de-aerated conditions afforded toluene and phenol simultaneously in a 1:1 molar ratio. This is the first report for the photocatalytic cleavage of C-O bond. The choice of solvent also strongly affected the reaction outcome; in particular, when the reaction was carried out in 2-propanol containing 20 vol% water, no products other than toluene and phenol were obtained. Our results indicate that the utility of H-Pd formed photocatalytically is not limited to hydrogenation reactions and that the protocol described herein constitutes a new strategy for application of the photocatalytic reduction of TiO2. These results were summarized in a paper and selected on the cover of Chemical Communications.

Free Research Field

触媒・光触媒

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

医薬品，染料，香料，プラスチックなど，身の回りの多くのものは石油から作られている。持続可能社会を実現するためには植物由来の再生可能資源（バイオマス）を原料とする物づくりが必要である。中でも木質系バイオマスに含まれている「リグニン」という物質は石油に代わる材料として注目されている。リグニンを化学製品の原料として利用するにはC-O結合の選択的な切断が必要であるが，この反応には厳しい反応条件が必要であり，そのため非常にエネルギー消費が大きくなる。本研究の成果は光によってこのC-O結合の開裂を実現したものであり，持続可能社会の実現に大きく貢献できる。