機能集積型固体酸化反応触媒の開発

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機能集積型協奏機能触媒の開発を目指し、(1)天然の高性能触媒である酵素に類似した配位環境、(2)触媒失活の主な要因である金属溶出の無い高い配位能、(3)共有結合による担体との固定化、を実現するアニオン性キレート配位子を設計・合成した。ホウ素に2個のイミダゾリル基が結合したアニオン性キレート配位子にアリル基を導入することにより得たアリル化配位子は、チオール化合物とのラジカルカップリング反応により担体との連結基導入、もしくはチオール基で修飾したシリカ担体への固定化が可能であった。このアニオン性キレート配位子が担体表面に固定化されていることを検証することを目的として、配位子が固定化された担体にCo(II)およびNi(II)錯体を作用させたところ、各種溶媒による洗浄操作によって溶出しない安定な金属錯体種が担体表面に形成されていることが明らかとなった。また生成した表面錯体種の色調や赤外吸収スペクトルは、チオール基のみで修飾された担体に対して同様な操作を施すことによって得られた表面錯体種とは明らかに異なっていたことより、アニオン性キレート配位子が担体上に固定化されていることが裏付けられた。さらに配位子固定化担体にFe(III)イオンを導入したところ、(1)固定した配位子とほぼ等量のFe(III)が固定されていること、(2)配位子で修飾したシリカ上に担持したFe(III)イオンはアルカリ水溶液や過酸化水素による処理でも溶出しないことが明らかになった。そこで過酸化水素水を酸化剤とするオレフィン酸化反応に対する触媒活性を検討し、金属イオンを溶出させることなく固体触媒として機能することを確認した。