有機資源部門

Organic Resources Division
ナノ空間触媒化学
有機資源部門
夢を実現する触媒化学　─ 地球環境改善を目指して ─
講　師 石谷　暖郎
キーワード : バイオマスリファイナリー、有害物質除去、グリーン有機合成
地球環境問題やエネルギー問題を解決し持続可能な工業体系を構築することは、人類の大きな夢であり、
課題でもあります。私達は、地球に対する負荷を軽減し ､ 最小のエネルギーで最大の効率を発揮させるため、
「触媒」をキーワードとして物理化学、無機、有機化学の視点から研究を続けています。現在 ､「有害廃棄物
を排出しないグリーン有機合成」
、
「担持ベースメタル系高機能触媒」、
「全触媒化バイオマスリファイナリー」
の研究に取り組んでいます。
有害廃棄物を排出しないグリーン有機合
成化学
私達の生活を支えている化学製品、医薬品や先端科学
材料を原料から供給するためには、多くのエネルギーが
必要です。またそのプロセスには、様々な廃棄物が排出
さ れ ま す。 私 達 は、 固 体 触 媒 を 用 い る 収 率・ 選 択 率
100％の反応が実現できれば、必要とするエネルギーや
廃棄物を大幅にカットでき、地球環境にかかる負担を軽
減することができると考えています。最近ほぼ純粋なシ
リカが、ナノ多孔体構造を形成すると固体酸触媒として
機能することを見出しました。これは、ナノ多孔体が反
応剤と弱く相互作用しながら、その細孔の中で効率の良
い反応場を提供していることの表れです。現在、これら
の触媒作用の有機合成化学への展開、酸特性発現機構の
解明を目指しています。
担持ベースメタル系高機能触媒の開発
シリカナノ多孔体の均一で平坦な表面は、精密有機合
成のための金属活性点の構築に適していると考えられま
す。私達は、チタンや銅を担持したメゾ多孔体上に不斉
環境を構築できることを見出し、これを高機能な不均一
4
系不斉触媒として広く展開することを試みています。す
でに、銅担持体を用いて、パラジウムやロジウム錯体な
どの貴金属均一系触媒に匹敵する不斉選択性を獲得して
おり、現在はこの触媒系でのみ可能な新反応の開発に取
り組んでいます。
全触媒化バイオマスリファイナリーの構築
地球温暖化防止や石油枯渇問題から、再生可能なバイ
オマスを原料とする化学工業の構築が世界的に喫緊の課
題になっています。私達はすでにバイオエタノールを選
択的にプロピレンに転換する触媒プロセスの開発に成功
し、バイオマス資源からバイオプラスチックが生産でき
ることを示しました。最近では、
杉の鉋屑（かんなくず）
のような木質系バイオマスそのものを触媒によって処理
するとリグノセルロース全量を水溶液化できること、ま
たその方法を工夫すると、構成成分であるリグニンやセ
ルロース、ヘミセルロース成分に分離できること、さら
に気相に水素を共存させると種々の炭化水素へ直接変換
できることを世界で初めて明らかにしています。これら
の成果は、食糧と競合しない新しいバイオマスリファイ
ナリーの構築や持続可能な社会の実現に貢献できると考
えています。