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バイオマスの構造特性に立脚した5員環ラクトン・ラクタム合成

基于生物质结构特征的五元内酯和内酰胺的合成

基本信息

批准号：
17K14861
负责人：
山口渉
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，種々の金属酸化物を用いて単糖（グルコース及び1,3-ジヒドロキシアセトン）から一段階で乳酸を与える新たな触媒反応系の確立を目的とした．酵素がその細孔内に作り出す酸塩基の特異な構造に着想を得て，種々の両性酸化物（アルミナ，チタニア，ジルコニア，セリア，すず等）を既報に従い調製した．それらを用いて1,3-ジヒドロキシアセトンを基質とする触媒反応へと適用したところ，Al2O3を用いた場合に最も高い乳酸収率を与えることが明らかになった．特に，金属酸化物の焼成温度が反応収率に大きく影響することがわかり，500℃とした場合に最も高い収率で乳酸を与えることが明らかになった．さらに，グルコースを用いても同様に，Al2O3を500℃で焼成した触媒を用いた場合に最も高い乳酸収率を与えた．これらの要因を明らかにするために，X線回折（XRD），窒素吸脱着測定，フーリエ変換型赤外分光（FT-IR）測定を行った．その結果，Al2O3表面上における酸・塩基点の存在が示された．本測定結果は金属酸化物表面上の酸・塩基点が協同的に反応基質と相互作用して目的の反応が促進されたことを示しており，本研究の目的である「酵素の機能模倣した固体表面反応場の形成」に成功したことを示唆する結果である．今後，金属酸化物表面上における酸塩基協同効果の基質適用範囲の向上を目指し，高難度な物質変換反応系へと展開していく予定である．

The purpose of this study is to establish a new catalytic reaction system for the production of metal acids from lactic acid to lactic acid. The enzyme is produced in the pores of the enzyme and the specific structure of the acid base is obtained. The acidic substance (such as acid, alkali, alkali, etc.) is reported to be modulated in the medium. The highest yield of lactic acid is obtained when Al2O3 is used. In particular, the sintering temperature of metal acids has a great influence on the reaction rate. In the meantime, Al2O3 is burned at 500℃. X-ray diffraction (XRD), absorption and desorption measurements, FT-IR measurements. As a result, the existence of acid sites on the surface of Al2O3 is demonstrated. The results of this study indicate that the interaction between acid and substrate on the surface of metal acids is synergistic and the purpose of this study is to demonstrate the functional mimicry of solid surface reaction fields. From now on, the application range of acid-based synergistic effect matrix on the surface of metal acid compound is pointed upward, and the difficult substance conversion system is developed and determined.