Catalytic Bond-Cleavage Reactions toward Utilization of Renewable Resources

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本研究は、再生可能な炭素資源から基礎化成品を得るために必要な、高酸化状態にある炭素の還元、触媒的結合開裂反応の開発を目的とし、①炭素ー酸素結合の還元的開裂、②炭素ー炭素結合の開裂の二つの反応に注目して触媒を開発している。2021年度は、以下の成果を挙げた。①炭素ー酸素結合の還元的開裂 フェノール、アリールメチルエーテルの炭素ー酸素結合の選択的加水素分解触媒であるリン酸アルミニウム担体担持白金触媒を、今年度は脂肪族アルコールの加水素分解に適用した。種々のアルコールについて、効率よく加水素分解が進行し、対応する炭化水素が得られた。β水素を持たない基質も反応することから、従来の類似研究で提案されている脱水・水素化機構とは異なる機構で進行していることが示唆された。②炭素ー炭素結合の開裂 N-oxylラジカルが単独でエチルベンゼンからスチレンへの変換に有効なことを示した。当初は金属酸化物との共同触媒作用であること考えていたが、電極酸化など種々の条件を検討する中で、代表的N-oxylラジカルであるTEMPOを用いると、その他の試薬（金属酸化物等）を添加することなく効率的に反応が順調に進行することを発見した。③バイオマスモデル化合物への応用 前年度までにリグニンのアルファ-O-4 構造のモデル化合物の加水素分解に有効だった各錯体触媒の特性を活かし、バイオマス素生成物を対象とした研究を継続した。この結果、ルテニウムとイリジウムの錯体触媒を用い、京都大学で可溶化されたリグニン誘導体の加水素分解で、分子量の低下を認めた。