アミンを高収率で選択合成する環境負荷の低いコバルトナノ粒子触媒 ― 医農薬・化成品の原料となるアミンの製造コストを大幅に削減 ―（原亨和教授）
東工大ニュース 2024年07月29日
東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の原亨和教授らは、低温・低圧条件でアミンを選択的に合成できる、六方最密充填構造の金属コバルト（Co）ナノ粒子触媒の開発に成功した。
Coナノ粒子は、アミン合成や水素化などさまざまな化成品製造プロセスの触媒として使われている。Coには、低温で形成される六方最密充填と、高温で生成する面心立方格子の2つの構造がある。Coナノ粒子の合成には、Co含有化合物を高温で水素還元することが不可欠であるため、必然的に面心立方格子構造となり、触媒性能がその構造の性質に制限されるという問題があった。
本研究で原教授らは、低温の水素還元によって六方最密充填Coナノ粒子を合成することに成功した。さらにこのナノ粒子が、従来の触媒では不可能であった、低温（70℃）、低水素圧（5気圧）、添加剤無しという低環境負荷の反応条件で、医農薬・化成品の根幹原料であるアミンのみを高収率で合成する触媒となることを初めて明らかにした。このCoナノ粒子表面では副反応が起きにくい低温で反応が進むこと、また生成したプロダクトが余計な副反応にさらされることなく速やかに脱離することが確認され、これらがこの触媒の選択的なプロダクト合成を可能にしていることが予想された。
六方最密充填Coナノ粒子触媒は、アミンをこれまでにない低環境負荷の反応条件で、高収率で合成できるため、高純度のアミンを安価に提供する新たなアプローチとして期待できる。本研究成果は米国化学会のフラグシップジャーナル「Journal of the American Chemical Society（米国化学会誌）」オンライン速報版に7月18日（現地時間）に掲載された。
詳細は、東工大ニュースをご覧ください。
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・日刊工業新聞 2024年7月29日付 朝刊21面
【論文情報】
掲載誌 : Journal of the American Chemical Society
論文タイトル: Tuning the Selectivity of Catalytic Nitrile Hydrogenation with Phase-Controlled Co Nanoparticles Prepared by Hydrosilane-Assisted Method
著者 : Jiang He, Yukuke Kita, Masashi Hattori, Keigo Kamata, Michikazu Hara
DOI : 10.1021/jacs.4c04780
