Development of new route for the production of isoprene

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本研究で触媒探索を予定したイソプレンを触媒化学的に製造可能な新規な３つの生成ルート、具体的には反応①「リモネンの解重合」、反応②「3-メチル-1,3-ブタンジオールの脱水」、反応③「3-メチル-2-ブタノンの脱水」を効率よく進行させる触媒に必要な機能は何かを解明する過程で、高効率の触媒を提案し、触媒として機能する物質を学術的に体系化することが本研究の目的である。反応①「リモネンの解重合」反応は大きな吸熱反応であるため高温・常圧流通条件下でジルコニアおよび修飾アルミア触媒を用いてリモネンの気相接触反応を検討した結果、400～550℃の高温でリモネンの脱水素反応が促進されて、炭素析出が優先的に起こってしま、目的のイソプレンを得ることがまだできていない。反応条件および触媒系の検討の必要がある。反応②「3-メチル-1,3-ブタンジオールの脱水」について、3-メチル-1,3-ブタンジオールの脱水反応と同時に中間体と考えられる3つの不飽和アルコールの脱水反応特性を調査した。種々の希土類ジルコン酸塩を用いた低温での3-メチル-1,3-ブタンジオールの脱水反応を検討し、Y2Zr2O7触媒が不飽和アルコール生成能力が高く、有効な触媒候補として挙げられた。反応条件を検討した結果、イソプレンへの脱水反応では、Y2Zr2O7触媒が375℃で効率的なイソプレン生成活性を示すことを確認した。また、反応③「3-メチル-2-ブタノンの脱水」反応では、イソプレン生成を確認したが、触媒上でイソプレンの二量化によるデゼン類の生成が併発し、イソプレン収率は30％程度と低くため、効率的にイソプレンを生成できる触媒系を提案するまでに至っていない。