アクリルを作るより良い方法 (A Better Way to Make Acrylics)

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2019/2/8 コネティカット大学(UConn)

Acrylics and the closely related acrylates are the building blocks for many kinds of plastics, glues, textiles, dyes, paints, and papers. Now researchers from UConn and ExxonMobil describe a new process for making acrylics that would increase energy efficiency and reduce toxic byproducts. (Getty Images)

・ UConn とエクソンモービル社が、従来方法に比して CO2 等の副生物生成がより少なく、エネルギー効率的なアクリルの低温度製造方法を開発。

・ 現在の工業プロセスによる製造方法では、450℃近くの高温度を要し、エチレンや CO2、シアン化水素といった不要で有害になり得る副生物を排出している。

・ アクリル酸はプラスチック、接着剤、テキスタイル、絵の具や紙の構成要素で、例えば水酸化ナトリウムとの混合によりおむつ用の高吸収性材料が、メチル基を添加すればプレキシガラスができる。アクリル酸の世界市場は巨大で、PetroChemicals Europe によれば 2013 年の消費量は 5 百万 MTN にも上る。

・ 新製造方法では、マンガンと酸素から構成される多孔質触媒を利用。同触媒の孔直径は 20~500 Åで、大きな分子がその内部に納まることができる。マンガン原子が近隣の酸素と電子を交換して化学反応を容易に発生させる。出発原料の種類によって、同触媒は排出物をほとんど生成することなく、多種類のアクリルやアクリレートの生成を促進する。

・ また、微量のリチウムを添加することで反応速度が向上することを発見。このようなリチウムの働きを解明するとともに、同プロセスのスケールアップを目指し、同触媒の改良について研究を進める。

・ 本研究には、米国エネルギー省(DOE)の Office of Basic Energy Sciences,、Division of Chemical, Biological, and Geological Sciences およびエクソンモービル社が資金を提供した。

URL: https://today.uconn.edu/2019/02/better-way-make-acrylics/

(関連情報)

Nature Communications 掲載論文(フルテキスト)

Lithium promoted mesoporous manganese oxide catalyzed oxidation of allyl ethers URL: https://www.nature.com/articles/s41467-019-08619-x

<NEDO海外技術情報より>

Abstract

Herein we report the first example of the catalytic aerobic partial oxidation of allyl ether to its acrylate ester derivative. Many partial oxidations often need an expensive oxidant such as peroxides or other species to drive such reactions. In addition, selective generation of esters using porous catalysts has been elusive. This reaction is catalyzed by a Li ion promoted mesoporous manganese oxide (meso-Mn2O3) under mild conditions with no precious metals, a reusable heterogeneous catalyst, and easy isolation. This process is very attractive for the oxidation of allyl ethers. We report on the catalytic activity, selectivity, and scope of the reaction. In the best cases presented, almost complete conversion of allyl ether with near complete chemo-selectivity towards acrylate ester derivatives is observed. Based on results from controlled experiments, we propose a possible reaction mechanism for the case in which N-hydroxyphthalimide (NHPI) is used in combination with trichloroacetonitrile (CCl3CN).

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