Development of new route for the production of isoprene

异戊二烯生产新路线的开发

基本信息

批准号：
21H01711
负责人：
佐藤智司
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究で触媒探索を予定したイソプレンを触媒化学的に製造可能な新規な３つの生成ルート、具体的には反応①「リモネンの解重合」、反応②「3-メチル-1,3-ブタンジオールの脱水」、反応③「3-メチル-2-ブタノンの脱水」を効率よく進行させる触媒に必要な機能は何かを解明する過程で、高効率の触媒を提案し、触媒として機能する物質を学術的に体系化することが本研究の目的である。反応①「リモネンの解重合」反応は大きな吸熱反応であるため高温・常圧流通条件下でジルコニアおよび修飾アルミア触媒を用いてリモネンの気相接触反応を検討した結果、400～550℃の高温でリモネンの脱水素反応が促進されて、炭素析出が優先的に起こってしま、目的のイソプレンを得ることがまだできていない。反応条件および触媒系の検討の必要がある。反応②「3-メチル-1,3-ブタンジオールの脱水」について、3-メチル-1,3-ブタンジオールの脱水反応と同時に中間体と考えられる3つの不飽和アルコールの脱水反応特性を調査した。種々の希土類ジルコン酸塩を用いた低温での3-メチル-1,3-ブタンジオールの脱水反応を検討し、Y2Zr2O7触媒が不飽和アルコール生成能力が高く、有効な触媒候補として挙げられた。反応条件を検討した結果、イソプレンへの脱水反応では、Y2Zr2O7触媒が375℃で効率的なイソプレン生成活性を示すことを確認した。また、反応③「3-メチル-2-ブタノンの脱水」反応では、イソプレン生成を確認したが、触媒上でイソプレンの二量化によるデゼン類の生成が併発し、イソプレン収率は30％程度と低くため、効率的にイソプレンを生成できる触媒系を提案するまでに至っていない。

异戊二烯的催化化学生产有三种新的生产路线，我们计划在本研究中探索作为“脱水”反应③``的催化剂。在阐明催化剂有效进行3-甲基-2-丁酮脱水所需的功能的过程中，我们提出了高效催化剂和作为催化剂起作用的学术系统化物质。反应①“柠檬烯的解聚” 由于该反应是一个大吸热反应，我们研究了在高温常压流动条件下使用氧化锆和改性氧化铝催化剂的柠檬烯的气相催化反应，促进了柠檬烯的脱氢反应和碳沉淀。优先发生，并且尚未获得所需的异戊二烯。需要考虑反应条件和催化剂体系。对于反应②“3-甲基-1,3-丁二醇的脱水”，我们研究了与3-甲基-1,3-丁二醇的脱水反应同时发生的被认为是中间体的三种不饱和醇的脱水反应特性。。研究了使用各种稀土锆酸盐在低温下进行3-甲基-1,3-丁二醇的脱水反应，并选择Y2Zr2O7催化剂作为有效的候选催化剂，因为它具有较高的生产不饱和醇的能力。检查反应条件的结果证实，Y 2 Zr 2 O 7 催化剂在375℃的脱水反应中表现出有效的异戊二烯生产活性。另外，在反应③“3-甲基-2-丁酮的脱水”中，确认了异戊二烯的生成，但由于异戊二烯在催化剂上的二聚化，也生成了烯，导致异戊二烯收率低至30%左右，因此，尚未提出能够有效生产异戊二烯的催化剂体系。

项目成果

期刊论文数量（24）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

3-メチル-1,3-ブタンジオール脱水によるイソプレン生成反応

3-甲基-1,3-丁二醇脱水生产异戊二烯的反应

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
小林遼;山田泰弘;佐藤智司
通讯作者：
佐藤智司

Catalytic dehydration of crotyl alcohol into 1,3-butadiene over silica-supported metal oxides: Mechanistic features

二氧化硅负载金属氧化物催化巴豆醇脱水生成 1,3-丁二烯：机理特征

DOI：
10.1016/j.mcat.2023.112939
发表时间：
2023
期刊：
Molecular Catalysis
影响因子：
4.6
作者：
L. Yu;E. Kurniawan;T. Ozawa;H. Kobayashi;Y. Yamada;S. Sato
通讯作者：
S. Sato

Efficient production of 1,3-butadiene from 1,4-butanediol over Yb2O3 catalyst prepared through hydrothermal aging

水热老化制备的Yb2O3催化剂上1,4-丁二醇高效生产1,3-丁二烯

DOI：
10.1246/bcsj.20210457
发表时间：
2022
期刊：
Bull. Chem. Soc. Jpn
影响因子：
0
作者：
A. Matsuda;F. Sato;Y. Yamada;S. Sato
通讯作者：
S. Sato

Vapor-phase dehydrogenation of 1-decanol to decanal over Cu/SiO2 catalyst prepared by organic additives-assisted impregnation

DOI：
10.1016/j.apcata.2023.119079
发表时间：
2023-02-06
期刊：
APPLIED CATALYSIS A-GENERAL
影响因子：
5.5
作者：
Hosaka，Shuya;Kurniawan，Enggah;Sato，Satoshi
通讯作者：
Sato，Satoshi

Vapor-Phase Oxidant-Free Dehydrogenation of 2,3- and 1,4-Butanediol over Cu/SiO2 Catalyst Prepared by Crown-Ether-Assisted Impregnation

DOI：
10.3390/chemistry5010030
发表时间：
2023-02
期刊：
Chemistry
影响因子：
0
作者：
Enggah Kurniawan;Shuya Hosaka;Masayuki Kobata;Yasuhiro Yamada;Satoshi Sato
通讯作者：
Enggah Kurniawan;Shuya Hosaka;Masayuki Kobata;Yasuhiro Yamada;Satoshi Sato