【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT0201
利用課題名 / Title
難分解性樹脂分解のための触媒開発
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
X線回折/ X-ray diffraction,資源循環技術/ Resource circulation technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
Takahashi Kohei
所属名 / Affiliation
東京大学 大学院工学系研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
Yumeng Liao
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
我々はニッケルを触媒として用い、エポキシ樹脂のC-O結合を触媒的に開裂させることで、その原料であるビスフェノールAを回収することに成功した。これはエポキシ樹脂のケミカルリサイクルに向け、重要な結果である。我々はさらに、その反応機構に興味を持ち、その解明に関する検討を進めた。特に、鍵段階であるニッケル錯体によるC-O結合切断過程を素反応段階として確認するため、その反応後の錯体の構造を決定する必要があり、単結晶X線構造解析をおこなった。
実験 / Experimental
ニッケル錯体としてN-ヘテロサイクリックカルベンとベンゼンが配位した錯体を合成し、C-O結合開裂を観測するためのモデル化合物であるベータフェノキシケトンと反応させ、その生成物を単離した。NMR、質量分析により構造の手がかりを得た。さらに、有機溶媒に溶かし、その後少しずつ蒸発させることでX線構造解析に相応しい良好な結晶を得ることができた。これを当該装置を用いて測定、解析をおこなった。
結果と考察 / Results and Discussion
X線構造解析の結果、ニッケル上でC-O結合が開裂することで生じるフェノキシエノラート錯体が生じていることが明らかとなった。興味深いことに、初めに計算化学から示唆された中間体とは異なるものが生じており、改めて計算を行うことで確かにより安定な中間体であることが明らかとなった。すなわち、X線構造解析を行うことで初めてその存在が明らかとなり、より正しい反応機構にたどり着くことができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Yumeng Liao, Nickel-Catalyzed C(sp3)–O Hydrogenolysis via a Remote-Concerted Oxidative Addition and Its Application to Degradation of a Bisphenol A-Based Epoxy Resin, Journal of the American Chemical Society, 146, 2419-2425(2023).
DOI: 10.1021/jacs.3c09061
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Nickel-Catalyzed Selective Cleavage of C(sp3)–O Bond of 1-Aryloxy-3-Amino-2-Propanols: A Study Towards Epoxy Resin Degradation. Yumeng Liao, Kohei Takahashi, Kyoko Nozaki, 21st International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Toward Organic Synthesis (OMCOS XXI), Sheraton Wall Centre, Vancouver, BC, Canada, July 24th-28th, 2023 P-31 (Poster)
- Nickel-Catalyzed Hydrogenolysis of 1-Aryloxy-3-Amino-2-Propanols for C(sp3)–O Bond Cleavage: A Study Towards Degradation of Epoxy Resin. Yumeng Liao・Kohei Takahashi・Kyoko Nozaki 第69回有機金属化学討論会 大阪大学吹田キャンパス 大阪 2023年9月13–15日 PA-34 (ポスター)
- Nickel-Catalyzed C(sp3)−O Hydrogenolysis via a Remote Concerted Oxidative Addition and its Application to Degradation of a Bisphenol A-Based Epoxy Resin. Yumeng Liao, Kohei Takahashi, Kyoko Nozaki, The XXIII International Conference on Organic Synthesis (23-ICOS), Shanghai, China, 2023/10/15-20, OL68 (Oral).
- Nickel-Catalyzed C(sp3)−O Hydrogenolysis via a Remote Concerted Oxidative Addition and its Application to Degradation of a Bisphenol A-Based Epoxy Resin. Yumeng Liao, Kohei Takahashi, Kyoko Nozaki, 日本化学会第104春季年会 日本大学理工学部 船橋キャンパス 千葉 2024年3月18–21日 E1111-1pm-02 (口頭)
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件