C1炭素源として超臨界二酸化炭素、メタノールの高効率固定化反応の開発

1)超臨界二酸化炭素の固定化:これまでに得られた1級、2級アミン類と二酸化炭素との反応により生成するカルバミン酸の反応性に関する基礎的知見をもとに二酸化炭素のアミン化合物からウレアやウレタンへの固定化におよぼす諸因子を明らかにして、連続反応装置による効率合成プロセス開発を検討した。その結果、アセチレンアミンと二酸化炭素から環状ウレタン化合物が二酸化炭素の超臨界状態で収率よく得られることを見いだした。詳細な反応機構の解析の結果、二酸化炭素とアミンが段階的に反応してカルバミン酸を生成し、これが分子内で環形成することを明らかにした。さらにこれまでに明らかにしていたアジリジンと二酸化炭素から合成できる水溶性のポリウレタンアミンが温度だけでなくpHにも応答する二重刺激応答性を示す材料であることがわかった。引き続き材料評価を検討中である。さらに超臨界二酸化炭素への物質の溶解性を検証するために分光化学的手法を用いることにより溶解度を定量的に考察する手法の開発に成功した。この結果は、超臨界流体を研究するための基礎的知見の蓄積につながる重要な成果である。2)超臨界メタノールの固定化:超臨界流体下での実施可能な連続反応装置の確立と超臨界メタノールの条件下でのフェノールなど芳香族化合物の選択的メチル化反応を検討した結果、固体触媒を選択することでフェノール酸素上あるいは芳香族炭素上にそれぞれ選択的にメチル化できることを見いだした。さらに、ジアミンのトメチル化およびジオール類のエーテル化反応を検討して超臨界メタノールの媒体としておよびメチル化剤としての一般性を実証するとともに、固体触媒反応の選択性改善のための反応因子を明らかにした。

1)超臨界二酸化炭素の固定化:これまでに得られた1級、2級アミン類と二酸化炭素との反応により生成するカルバミン酸の反応性に関する基礎的知見をもとに二酸化炭素のアミン化合物からウレアやウレタンへの固定化におよぼす諸因子を明らかにして、連続反応装置による効率合成プロセス開発を検討した。その結果、アセチレンアミンと二酸化炭素から環状ウレタン化合物が二酸化炭素の超臨界状態で収率よく得られることを見いだした。詳細な反応機構の解析の結果、二酸化炭素とアミンが段階的に反応してカルバミン酸を生成し、これが分子内で環形成することを明らかにした。さらにこれまでに明らかにしていたアジリジンと二酸化炭素から合成できる水溶性のポリウレタンアミンが温度だけでなくpHにも応答する二重刺激応答性を示す材料であることがわかった。引き続き材料評価を検討中である。さらに超臨界二酸化炭素への物質の溶解性を検証するために分光化学的手法を用いることにより溶解度を定量的に考察する手法の開発に成功した。この結果は、超臨界流体を研究するための基礎的知見の蓄積につながる重要な成果である。2)超臨界メタノールの固定化:超臨界流体下での実施可能な連続反応装置の確立と超臨界メタノールの条件下でのフェノールなど芳香族化合物の選択的メチル化反応を検討した結果、固体触媒を選択することでフェノール酸素上あるいは芳香族炭素上にそれぞれ選択的にメチル化できることを見いだした。さらに、ジアミンのトメチル化およびジオール類のエーテル化反応を検討して超臨界メタノールの媒体としておよびメチル化剤としての一般性を実証するとともに、固体触媒反応の選択性改善のための反応因子を明らかにした。