Design and development of innovative catalysts for direct conversion of polyesters to value-added organic molecules

设计和开发用于将聚酯直接转化为增值有机分子的创新催化剂

• 批准号: 22K18927
• 负责人: 三浦 大樹
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18927/
• 关键词: 高分子分解; 触媒的解重合

廃プラスチックによる環境汚染は世界的な問題であり、資源保護の観点からもそのリサイクルが求められている。従来のポリエステルのリサイクルはエネルギー負荷が大きいため、温和な条件下でポリエステルを高付加価値化合物へ解重合変換する革新的な触媒反応が望まれている。2022年度はポリエステルに多く含まれるC-O結合の変換に関する新しい触媒反応の開発を進めた。担持Auナノ粒子触媒存在下、ジシランをケイ素源として用いることによりアルキルエステル中のC-O結合のC-Si結合への変換が良好に進行し、対応する有機ケイ素化合物が効率的に変換できることを見出した。本反応はエステルやエーテル中の様々なC-Oを変換可能であった。Auナノ粒子の担体として両性酸化物であるZrO2が最適であったが、詳細な反応機構解析を行ったところ、担体表面の酸点がエステルを、塩基点がジシランをそれぞれ活性化することで反応が良好に進行することがわかった。これらの知見をポリエステルの分解反応に展開したところ、脂肪族ポリエステルであるポリブチレンサクシネートの解重合的シリル化が効率的に進行することがわかった。ポリマー中のほぼ100％のC-O結合がC-Si結合に変換され、対応するジシリルアルカンとコハク酸が高収率で得られた。本成果は担持Au触媒系が非常に優れた実用性を有することを示すものであり、これらについて論文報告した。

廃 プ ラ ス チ ッ ク に よ る な は world environmental pollution problems で あ り, resources protection の 観 point か ら も そ の リ サ イ ク ル が o め ら れ て い る. 従 to の ポ リ エ ス テ ル の リ サ イ ク ル は エ ネ ル ギ ー load が big き い た め, under the condition of moderate な で ポ リ エ ス テ ル を higher pay and 価 numerical coincidence - compound へ solution in す る innovative な catalyst against 応 が hope ま れ て い る. 2022 annual は ポ リ エ ス テ ル に く more contain ま れ る C - O combination の variations in に masato す る new し い catalyst against 応 の open 発 を into め た. Bear the Au ナ ノ particles, in the presence of catalyst ジ シ ラ ン を ケ イ element source と し て in い る こ と に よ り ア ル キ ル エ ス テ ル の C - combining の C, Si and O へ の variations in が に し, good moral 応 す る organic ケ イ element compounds が に the working rate variations in で き る こ と を shows し た. In this inverse 応, エステ, エステ, やエ, やエ, テ, であった, the <s:1> C-Oを can be transformed into であった. Au ナ ノ particle の supporter と し て struck sex acidification content で あ る ZrO2 が optimum で あ っ た が, detailed な line analytical を 応 authorities っ た と こ ろ, bear the body surface の acid point が エ ス テ ル を, salt base が ジ シ ラ ン を そ れ ぞ れ activeness す る こ と で anti 応 が に for good す る こ と が わ か っ た. こ れ ら の knowledge を ポ リ エ ス テ ル の decomposition against 応 に expand し た と こ ろ, aliphatic ポ リ エ ス テ ル で あ る ポ リ ブ チ レ ン サ ク シ ネ ー ト の solution coincide シ リ ル change が に sharper rates for す る こ と が わ か っ た. 100% of ポ リ マ ー の ほ ぼ の combining が C, Si and C - O に variations in さ れ, 応 seaborne す る ジ シ リ ル ア ル カ ン と コ ハ ク acid が high rate of 収 で ら れ た. This results は bear hold Au catalyst is very に が optimal れ た be with sexual を す る こ と を shown す も の で あ り, こ れ ら に つ い て paper し た.

项目成果

Deoxygenative Silylation of C(sp³)?O Bonds with Hydrosilane by Cooperative Catalysis of Gold Nanoparticles and Solid Acids

金纳米粒子与固体酸协同催化C(sp³)?O键与氢硅烷的脱氧硅烷化反应

• DOI: 10.1021/acscatal.3c00973
• 发表时间: 2023
• 期刊: ACS Catalysis
• 影响因子: 12.9
• 作者: Miura Hiroki;Yasui Yuki;Masaki Yosuke;Doi Masafumi;Shishido Tetsuya
• 通讯作者: Shishido Tetsuya

担持金触媒を用いるアルキルエステルとヒドロシランのシリルクロスカップリング

使用负载金催化剂进行烷基酯和氢硅烷的甲硅烷基交叉偶联

• 发表时间: 2022
• 作者: Yosuke Kageshima;Hiromasa Wada; Katsuya Teshima;Hiromasa Nishikiori;鎌田慶吾;安井祐希・土井雅文・三浦大樹・宍戸哲也
• 通讯作者: 安井祐希・土井雅文・三浦大樹・宍戸哲也

担持Au触媒を用いたポリエステルの解重合的シリル化

使用负载型金催化剂解聚聚酯的硅烷化

• 发表时间: 2023
• 作者: 岡本 紗椰香;土井 雅文;安井 祐希;三浦 大樹;宍戸 哲也
• 通讯作者: 宍戸 哲也

金ナノ粒子-両性酸化物の協働によるC(sp3)-O結合のシリル化

金纳米粒子与两性氧化物协同进行C(sp3)-O键的硅烷化

• 发表时间: 2022
• 作者: 三浦 大樹;土井 雅文;安井 祐希;宍戸 哲也
• 通讯作者: 宍戸 哲也