Development of new route for the production of isoprene

异戊二烯生产新路线的开发

• 批准号: 21H01711
• 负责人: 佐藤 智司
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01711/
• 关键词: イソプレン生成; リモネン; 3-メル-1,3-ブタンジオール; 脱水反応; 3-メチル-２-ブタノン; 3-メチル-1,3-ブタンジオール; 3-メチル-2-ブタノン

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。

で catalyst this study explore を designated し た イ ソ プ レ ン を possible catalytic chemical に な new rules な 3 つ の generated ル ー ト, concrete に は anti 応 (1) "リ モ ネ ン の solution coincidence", anti 応 (2) "3 - メ チ ル - 1, 3 - ブ タ ン ジ オ ー ル の dehydration, anti 応 (3)" 3 - メ チ ル - 2 - ブ タ ノ ン の dehydration "を sharper rate よ く for さ せ る catalyst に What necessary function of な は か を interpret す で る process, high rate of unseen の catalyst を proposal し, catalytic と し て function す る material を systematic academic に す る こ と が の purpose this study で あ る. Anti 応 (1) "リ モ ネ ン の solution superposition" anti 応 は big き な endothermic anti 応 で あ る た め under the condition of high temperature, often 圧 circulation で ジ ル コ ニ ア お よ び modified ア ル ミ ア catalyst を with い て リ モ ネ ン の 気 contact the 応 を beg し 検 た results, 400 ~ 550 ℃ high temperature の で リ モ ネ ン の dewatering element against 応 が promote さ れ て, carbon precipitation が priority of に こ っ て Youdaoplaceholder0 ま objective ま ソプレ ソプレ を を る て とがまだで て て な な. The reverse 応 condition および catalyst system 検 検 to seek がある necessary がある. Anti 応 (2) "3 - メ チ ル - 1, 3 - ブ タ ン ジ オ ー ル の dehydration" に つ い て, 3 - メ チ ル - 1, 3 - ブ タ ン ジ オ ー ル の dehydration anti 応 と both に intermediates と え ら れ る 3 つ の unsaturated ア ル コ ー ル の dehydration anti 応 features を survey し た. Kind of 々 の greek-turkish class ジ ル コ ン acid salt を with い た cryogenic で の 3 - メ チ ル - 1, 3 - ブ タ ン ジ オ ー ル の dehydration anti 応 を beg し 検, Y2Zr2O7 catalyst が unsaturated ア ル コ ー ル high ability to generate が く, have sharper な catalytic alternate と し て 挙 げ ら れ た. Beg し anti 応 conditions を 検 た results, イ ソ プ レ ン へ の dehydration anti 応 で は, Y2Zr2O7 catalyst が 375 ℃ で sharper rate な イ ソ プ レ ン generated active を shown す こ と を confirm し た. ま た, anti 応 (3) "3 - メ チ ル - 2 - ブ タ ノ ン の dehydration" anti 応 で は, イ ソ プ レ ン generated を confirm し た が, catalytic で イ ソ プ レ ン の two quantitative に よ る デ ゼ ン class の が and 発 し, イ ソ プ レ ン 収 は 30% level low と く た め, sharper rate に イ ソ プ レ ン を generated で き る catalytic system proposed を す る ま で に to っ て い な Youdaoplaceholder0.

项目成果

3-メチル-1,3-ブタンジオール脱水によるイソプレン生成反応

3-甲基-1,3-丁二醇脱水生产异戊二烯的反应

• 发表时间: 2022
• 作者: 小林 遼;山田泰弘;佐藤智司
• 通讯作者: 佐藤智司

Catalytic dehydration of crotyl alcohol into 1,3-butadiene over silica-supported metal oxides: Mechanistic features

二氧化硅负载金属氧化物催化巴豆醇脱水生成 1,3-丁二烯：机理特征

• DOI: 10.1016/j.mcat.2023.112939
• 发表时间: 2023
• 期刊: Molecular Catalysis
• 影响因子: 4.6
• 作者: L. Yu;E. Kurniawan;T. Ozawa;H. Kobayashi;Y. Yamada;S. Sato
• 通讯作者: S. Sato

Efficient production of 1,3-butadiene from 1,4-butanediol over Yb2O3 catalyst prepared through hydrothermal aging

水热老化制备的Yb2O3催化剂上1,4-丁二醇高效生产1,3-丁二烯

• DOI: 10.1246/bcsj.20210457
• 发表时间: 2022
• 期刊: Bull. Chem. Soc. Jpn
• 作者: A. Matsuda;F. Sato;Y. Yamada;S. Sato
• 通讯作者: S. Sato

Vapor-Phase Oxidant-Free Dehydrogenation of 2,3- and 1,4-Butanediol over Cu/SiO2 Catalyst Prepared by Crown-Ether-Assisted Impregnation

• DOI: 10.3390/chemistry5010030
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Chemistry
• 作者: Enggah Kurniawan;Shuya Hosaka;Masayuki Kobata;Yasuhiro Yamada;Satoshi Sato

Vapor-phase dehydrogenation of 1-decanol to decanal over Cu/SiO2 catalyst prepared by organic additives-assisted impregnation

• DOI: 10.1016/j.apcata.2023.119079
• 发表时间: 2023-02-06
• 期刊: APPLIED CATALYSIS A-GENERAL
• 影响因子: 5.5
• 作者: Hosaka，Shuya;Kurniawan，Enggah;Sato，Satoshi
• 通讯作者: Sato，Satoshi