化粧品などの原料のクリーンな触媒合成プロセス -アルケンからエポキシを経て一気に高付加価値ジオール類を合成する触媒プロセスの開発-

2026-05-18 産業技術総合研究所

産業技術総合研究所(産総研)の研究チームは、アルケンからエポキシ化と水和を一気通貫で進行させ、高付加価値ジオール類を低環境負荷で連続合成する触媒プロセスを開発した。研究成果は『Advanced Synthesis & Catalysis』に掲載された。開発したプロセスでは、エポキシ化と水和の両機能を持つチタン含有ゼオライト触媒を用い、2段フロー式反応装置で連続反応を実現した。通常30%以上で用いられる過酸化水素水を1%濃度まで低減しながら、ジオールを70~90%以上の高収率で1週間以上連続生産できることを示した。副生成物は水のみで、カルボン酸や強酸を使用しないため、安全性と環境適合性に優れる。さらに、DNP-NMR解析によりエポキシ中間体による触媒被覆が劣化要因であることを解明し、溶媒最適化による長寿命化も実現した。本技術は、化粧品、抗菌剤、医薬中間体、樹脂原料などの持続可能な製造プロセスへの応用が期待される。

化粧品などの原料のクリーンな触媒合成プロセス -アルケンからエポキシを経て一気に高付加価値ジオール類を合成する触媒プロセスの開発-

<関連情報>

過酸化水素存在下、カルボン酸を用いずにチタンシリカライト-1触媒の二重機能性を利用したアルケンからの1,2-ジオールの選択的連続フロー合成 Selective Continuous-Flow Syntheses of 1,2-Diols From Alkenes by Utilizing a Dual Functionality of Titanium Silicalite-1 Catalyst in the Presence of Hydrogen Peroxide Without Carboxylic Acids

Yoshihiro Kon, Takuya Nakashima, Hiroki Nagashima, Yoshiki Makino, Syun-ya Onozawa, Hiroyuki Miyamura, Shū Kobayashi
Advanced Synthesis & Catalysis  Published: 28 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/adsc.70463

Abstract

Selective syntheses of 1,2-diols from alkenes have traditionally relied on carboxylic acids and various oxidants, which often co-produce hazardous byproducts. This report describes a simple, carboxylic-acid-free method to produce various aliphatic and cyclic diols from their corresponding alkenes in 51–96% isolated yields using 2.0 wt% aqueous hydrogen peroxide (H2O2). We developed a tandem continuous-flow process that exploits the dual functionality (peroxo-species formation and Lewis acidity) of a titanium silicalite-1 (TS-1) catalyst. In this system, alkenes undergo H2O2 epoxidation followed by in situ hydration to yield the desired 1,2-diols. Optimal reaction conditions, including the use of a ternary mixed solvent (EtOH:iPrOH:MeCN = 1:1:1), were established through probe reactions and kinetic studies. Furthermore, catalyst degradation was rigorously analyzed using dynamic nuclear polarization-nuclear magnetic resonance. The long-term stability of the process was demonstrated by the continuous synthesis of 4-phenylbutane-1,2-diol for 200 h, maintaining an average yield of over 91% (22.2 g isolated).

0505化学装置及び設備
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