Seitaro Namba

帝京科学大学理工学研究科環境マテリアル専攻

難波 征太郎

9KJ00005625279事業報告departmental bulletin pape

難波, 征太郎

ナンバ, セイタロウ

Namba, Seitaro

TEIKYO University of Science Academic Repository

帝京科学大学紀要 Vol.3(2007) pp.77-78 77 事業報告   文部科学省私立大学等経常費補助金「私立大学教育研究高度化推進特別補助」 平成 15～16 年度 大学院整備重点化経費－研究科共同研究経費 平成 17 年度 学術研究高度化推進経費－共同研究経費  平成 15～17 年度 「均一系液相酸触媒反応の固体酸プロセス化によるグリーン化」  研究代表者：難 波 征太郎（理工学研究科 環境マテリアル専攻） 研究分担者：釘 田 強 志（理工学研究科 環境マテリアル専攻） 岩 本  正 和（東京工業大学 資源化学研究所） 尾 中    篤（東京大学大学院 総合文化研究科 広域科学専攻）    本研究は、細孔径と固体酸性を精密に制御したメソポーラスモレキュラーシーブを触媒として用い、各種の均一系液相酸触媒反応を固体酸触媒プロセス化すると共に、精密制御されたナノ反応場の分子認識能と固体酸性の制御により、高選択性プロセスを達成することを目的としている。  液相均一系酸触媒反応では、触媒の生成物からの分離の煩雑さに加え、耐酸性の反応装置を用いなければならないことや、触媒の廃棄処理といった問題を抱えている。したがって、グリーンケミストリーの理念からも、固体酸プロセス化は重要な課題である。対象としては、ホルムアルデヒドを用いた付加・縮合によるビスフェノール－Ｆおよびジアミノジフェニルメタン合成反応を選んだ。これらの化合物は現在、ポリウレタンなどの高分子材料の原料として、均一系酸触媒を用い大量に合成されている。そこで、それぞれの反応に対し、活性のある固体酸触媒の探索ならびに反応条件の最適化を行い、両反応の固体酸プロセス化の可能性を検討した。 ビスフェノール-F はホルムアルデヒドとフェノールから合成されるが、この反応に対する、種々のAl濃度を有するβ－ゼオライトおよび各種の方法でAl を導入したMCM-41 の触媒活性を検討した。詳細は、以下に発表したので参考にされたい。  1. S. K. Jana, T. Okamoto, T. Kugita, S. Namba.: Selective synthesis of bisphenol F catalyzed by microporous H-beta zeolite. Appl. Catal. A: Gen, 288, 80-85, 2005.  Abstract Bisphenol F synthesis from liquid-phase phenol and formaldehyde condensation reaction in the presence of water over microporous H-beta zeolites, with different Si/Al ratios, has been investigated. The catalysts have been characterized for their phase purity and acidity. With increase in the aluminum content in beta zeolite, the acidity is increased gradually; however, the catalytic activity is increased and passes through maxima. Among the different Al-containing beta zeolites (having Si/Al ratios from 11.5 to 124.5 mol mol-1), the catalyst with Si/Al ratio of 75.0 mol mol-1 shows the best catalytic performance in the bisphenol F synthesis process. The influences of catalyst amount, phenol/formaldehyde ratio and reaction temperature on the phenol and formaldehydecondensation over the catalyst showing highest bisphenol F activity has been thoroughly studied.   2. S. K. Jana, T. Kugita, S. Namba.: Aluminum grafted MCM-41 molecular sieve: An active catalyst for bisphenol F synthesis process. Appl. Catal. A: Gen, 266, 245-250, 2004.  Abstract Liquid phase bisphenol F synthesis from phenol and formaldehyde condensation reaction in the presence of water over mesoporous Al:MCM-41 catalysts, with different Si/Al ratios, 78 prepared by post-synthesis grafting method has been investigated. The catalysts have been characterized for their phase purity, surface area, average pore diameter and acidity. Introduction of Al into the framework of MCM-41 increased the acidity; however, the increase in the acidity only up to a certain level increased the acid-catalyzedphenol and formaldehyde condensation activity. Among the different Al-grafted MCM-41 molecularsieves (having Si/Al ratios from 15 to 200 molmol-1), Al:MCM-41 having Si/Al ratio of 70 molmol-1 shows the best catalytic performance in the bisphenol F synthesis process.   一方、メチレンジアニリン（MDA）合成反応に関して、各種ゼオライトの触媒活性を検討した。本反応の生成物としては、MDA（4,4’-体、2,4’-体、2,2’-体の 3 種類の異性体）と MDA 生成の中間生成物である aminal (N,N’-diphenylmethylenediamine)が得られる。各ゼオライトの活性を比較したところ、β-Zeolite が最もMDA の収率が高く、Y-Zeolite を用いた場合は 4,4’-異性体への選択性が最も高いことがわかった。詳細は以下に発表しているので参考にされたい。   T. Kugita, S. Hirose, S. Namba.: Catalytic Activity of Zeolites for Synthesis Reaction of Methylenedianiline from Aniline and Formaldehyde. Catalysis Today, 111, 275-279, 2006.  Abstract   The catalytic activities of Y-, β-, and ZSM-5 zeolites for methylenedianiline (MDA) synthesis from the condensation reaction of aniline and formaldehyde have been investigated. Among β-zeolites with various Al concentrations (Si/Al ratios from 10 to 120 mol mol-1), β-zeolite with Si/Al ratio of 13.6 mol mol-1 shows the best catalytic performance in MDA synthesis. Y-zeoliteexhibited lower catalytic activity than β-zeolites under the identical reaction conditions, however, exhibited the higher selectivity to 4,4’-MDA. Furthermore, it revealed that aniline/formaldehydeand catalyst/formaldehyde ratio, and reaction temperature also influenced on the MDA yield and isomers distribution.  

キンイツケイエキソウサンショクバイノハンノウノコタイサンプロセスカニヨルグリーンカ

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