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し、これを無機酸化物担体上に固定化した新規固定化錯体触媒を開発した。特にホウ素上に塩素を有するキレート配位子とカルボン酸金属塩の反応によりカルボキシ基がキレート配位子上に導入できることを見いだした。この反応を固定化錯体触媒の調製に応用することを試み、予め表面がカルボキシ基で修飾されたシリカゲルを担体とすることで、キレート配位子が担体上に固定できることが明らかになった。またキレート配位子のかさ高さのため、シリカゲル上に固定されたすべてのカルボキシ基への配位子連結は不可能であったため、残留カルボキシ基をエステル化することで担体表面の金属配位基の制御を行ったところ、エステル化の条件や導入する炭化水素基のかさ高さに応じてエステル化効率が異なっていること、しかしながらいかなる条件においても未修飾のカルボキシ基が残留することが明らかになった。一方シリカゲル表面がアルキルチオール基で修飾されたシリカゲルを担体とした場合にも同様にすべてのチオール基にキレート配位子は結合しなかったが、未反応のチオール基はすべてエステル化することが可能であった。また調製したキレート配位子固定化担体にコバルトイオンを導入したところ、予め固定化されていた官能基の種類、分子構造に応じて担体表面に生成した錯体触媒の分子構造が異なることが明らかになった。