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多機能協調型ナノクラスター触媒の開発

多功能协同纳米团簇催化剂的研制

基本信息

批准号：
21850007
负责人：
宮村浩之
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

研究代表者らは既に、ポリスチレンを基盤とする高分子に固定化した金ナノクラスター触媒(PI Au)が、アルコールやヒドロキノンの酸素酸化反応に有効に機能すること見いだしている。今回、内部に三級アミン部位を持つポリスチレンを基盤とするポリマー存在下、金塩を還元し、マイクロカプセル化、過熱架橋によって協調機能型高分子固定化金ナノクラスター触媒を開発した。本触媒をアミンのイミンへの酸素酸化反応に適用したところ、従来の高分子固定化金ナノクラスター触媒と比較して高い反応性を有することがわかった。これは、高分子内部の塩基部位が基質のプロトンの引き抜きを促進することで、金ナノクラスターによる酸素酸化と協調していると考えられる。一般的に金ナノクラスター触媒は5nm以下の小さいクラスターが高い活性を有することが知られているが、本反応においては10nm前後のクラスターが特に高い活性を示した。今回開発した触媒は10nm前後のサイズの金クラスターを多く含有していることから、内部に導入したアミン部位がそのようなクラスターを選択的に安定化している可能性も考えられる。本触媒は簡便な操作で回収でき活性を維持したまま再利用することができた。本結果は有機高分子担体を修飾することで、ナノクラスター触媒の活性を協調作用でもって向上させることができることを示唆するものであり、今後他の反応、多元金属クラスター触媒等への応用も期待できる。また、研究代表者らはPI Auをメタノール中で一級アルコールの酸素酸化反応を行うと選択的にメチルエステルが得られてくることを見いだした。反応機構検討より金ナノクラスター表面でヘミアセタールが安定化され、円滑な酸化的エステル化が進行するものと考えられる。この結果から、高分子担体を修飾することでより効率的なエステル化触媒、さらにはバイオエタノールからの酢酸エチル合成へ応用を行う予定である。

The research representative is responsible for the immobilization of polymer on the substrate and the acidification of polymer catalyst (PI Au). In the presence of the catalyst, the catalyst is recovered, the catalyst is thermally bridged, and the functional polymer is immobilized. This catalyst is suitable for acid acidification reaction of high molecular weight and high reactivity. This is because the base of the polymer is the base of the matrix, which is the base of the matrix. General metal catalysts have high activity in small sizes below 5nm, and high activity in small sizes around 10nm. The possibility of stabilizing the catalyst before and after 10nm is examined. The catalyst is easy to operate, and its recycling activity is maintained. The results show that organic polymer supports can be modified to coordinate the activity of catalyst, and it is expected that other catalysts and multi-metal catalysts can be used in the future The research representative, PI Au, was selected as the first grade of acid acidification. The reaction mechanism is discussed in detail. The surface of the reaction mechanism is stabilized and acidified. The result is that the polymer support is modified, and the efficiency of the catalyst is determined.