Development of a new reaction platform for direct decarboxylative cross-coupling of fatty acids

开发脂肪酸直接脱羧交叉偶联的新反应平台

• 批准号: 22K05206
• 负责人: Baek Heeyoel
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05206/
• 关键词: 水素化反応; フロー型; パラジウム触媒; シリコンナノ剣山; 脱炭酸反応; 脱炭酸カップリング反応

植物由来の諭旨・脂肪酸の水素化反応により合成可能な炭化水素はディーゼル燃料やジェット燃料の化学構造と同じであり、バイオディーゼル燃料・バイオジェット燃料として注目されている。バイオディーゼル燃料の合成反応、例えば、脂肪酸のカルボン基の脱炭酸反応は高温・高圧 などの厳しい反応条件が必要である。より穏やかな条件下で反応を行うために効率的で再利用可能な不均一触媒の開発も望まれる。それに基づいて高効率で再利用可能な担持触媒を開発することは、学術的にも工業的にも有機合成化学にとって重要であるが、未だに困難である。担持型のパラジウム触媒は非常に高価であるために工業的な利用には限界があり、担持した金属は支持体より浸出られる可能性が高い。これらの問題を解決するために,支持体―金属ハイブリット触媒を設計した。連続フロー型の水素化反応は安全、効率的、持続可能な生産を実現することが可能である。反応時間を短縮し、選択性が高め、安全な操作を達成することにより化学合成で使用される技術の一つである。フロー型水素化反応の性能を向上させるために触媒の新しいタイプと固定化方法が要する。それで金属の支持体としてシリコンパウダーを使用した。多孔性のシリコンパウダーの表面にパラジウム金属を担持した触媒(Pd/Si)を開発した。支持体と金属との間にハイブリット形成されるため、支持体から金属ナノ粒子が漏れ出しないと考えられる。このパウダータイプの触媒をカラムに充填してフロー型水素化反応を行った結果、連続フロー型反応が一か月以上行うことが可能であり、収率の低下も見られなかった。このように触媒の調製するアプローチは不均一触媒の再利用性問題が解決するとみられる。フロー型水素化反応を行うために高再利用性・高活性のパウダータイプの触媒を開発した。

Plant origin, hydration of fatty acids, synthesis of carbonized hydrocarbons, chemical structure of fuels, etc. The reaction conditions for synthesis of fuel, reaction of fatty acid, reaction of decarbonization of fatty acid, reaction of high temperature and high pressure are necessary. Under the same conditions, the efficiency of the catalyst can be improved by recycling. The high efficiency of the base material and the possibility of reuse of catalyst support are important and difficult to develop in academic, industrial and organic synthetic chemistry. The supported catalyst has a high probability of leaching out of the supported metal. The problem is solved by the design of metal support-catalyst. The water quality of the product is safe, efficient and sustainable. Short reaction time, high selectivity, safe operation, and the use of chemical synthesis techniques A new method for immobilization of the catalyst is proposed. The metal supports are used to support the metal. The porous surface of the catalyst (Pd/Si) is supported by a metal. The support is metal and the particles are metal. The catalyst of this kind is filled with water, and the reaction rate is low. The problem of heterogeneous catalyst reusability can be solved by the method of catalyst modulation. The development of a catalyst with high reusability and high activity for hydration reactions

项目成果

Mass Production of meta-Phenolsulfonic Acid-Formaldehyde Resin Catalyst for Continuous Flow Esterification of Various Carboxylic Acids and Alcohols

用于各种羧酸和醇连续流动酯化的间苯酚磺酸-甲醛树脂催化剂的量产

• 发表时间: 2022
• 作者: Heeyoel Baek;Hao Hu;Hajime Ota;Kenta Shinohara;Toshiaki Mase;Yasuhiro Uozumi;Yoichi M. A. Yamada1
• 通讯作者: Yoichi M. A. Yamada1