エポキシド合成の環境負荷を低減する新手法 (A Greener Route to Making Epoxides)

2026-05-12 カリフォルニア工科大学(Caltech)

カリフォルニア工科大学(Caltech)の研究チームは、エポキシドをより環境負荷の少ない方法で合成する新技術を開発した。エポキシドは、医薬品、プラスチック、塗料、接着剤など幅広い化学製品の原料として重要だが、従来の製造法では有害な酸化剤や大量のエネルギーを必要とする場合が多かった。今回の研究では、より安全で持続可能な触媒反応を利用し、温和な条件下で高効率にエポキシドを生成することに成功した。新手法は副生成物を減らし、化学廃棄物や二酸化炭素排出の削減にも寄与すると期待されている。研究チームは、この技術がグリーンケミストリー推進につながり、産業化学プロセスの環境改善に貢献するとしている。今後は、大規模製造への適用や他の有機合成反応への展開も検討される。

エポキシド合成の環境負荷を低減する新手法 (A Greener Route to Making Epoxides)
Karthish Manthiram’s lab has figured out how to drive a series of chemical reactions that produce the epoxide propylene oxide using a much greener process and the inexpensive, Earth-abundant catalyst, lanthanum cobaltite.

<関連情報>

非ハロゲン化水性電解質中における非晶質ペロブスカイト酸化物上での直接電気化学的プロピレンエポキシ化 Direct electrochemical propylene epoxidation over amorphized perovskite oxide in non-halogenated aqueous electrolyte

Kalipada Koner,Jason S. Adams,Evan V. Miu,Spencer P. Delgado-Kukuczka,Chenyu Jiang,Jung Tae Kim,Hayoung Park,Justin C. Bui,Paul H. Oyala,Yuzhang Li & Karthish Manthiram
Nature Catalysis  Published:12 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41929-026-01535-6

Abstract

Industrial routes for propylene oxide and propylene glycol production involve either explosive hydrogen peroxide or corrosive chlorine-containing reagents, which produce hazardous halogenated by-products. Direct aqueous electrooxidation is a safe and sustainable alternative that uses water as an oxygen source at a catalytically competent anode. Until now, the direct aqueous route has only been demonstrated on noble metals (Pd, Pt, Au, Ag), which are unstable unless operated in halogenated electrolytes. Here we have developed a noble metal- and halogen-free catalytic system using a cobalt-based perovskite oxide with a Faradaic efficiency of 40% toward propylene oxide and propylene glycol, maintained over 24 h of operation. Kinetic analysis revealed potential-dependent rate-limiting steps involving electrochemical oxygen species generation and thermochemical oxygen transfer to propylene. This work establishes a cost-effective and safe synthetic route with earth-abundant non-noble metal-based catalysts, not only for propylene epoxidation but also for other heterogeneous oxygen-transfer reactions.

0502有機化学製品
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