成果報告書詳細
管理番号20090000000355
タイトル平成19年度-平成20年度成果報告書 有害化学物質リスク削減基盤技術研究開発 有害廃棄物フリー高効率エステル合成プロセスの開発
公開日2009/9/3
報告書年度2007 - 2008
委託先名株式会社ケミクレア 独立行政法人産業技術総合研究所
プロジェクト番号P04012
部署名環境技術開発部
和文要約実用化エステル大量合成プロセスの開発:ブロモ酢酸ベンジルをモデル化合物に選び、マイクロ波加熱と物理的脱水法を組み合わせたベンチ式モデルプラントを設計・製作した。本方式の採用により、PRTR規制物質であるトルエンを全く使用しないで、年間トンレベルのエステルの製造が可能であり、更に、廃棄物処理費を7割以上削減できることを実証した。Eファクターは目標5以下に対して0.86(リスク削減効果)を達成した。 マイクロ波加熱による高効率・低リスク型エステル合成法の開発:ブロモ酢酸およびその類縁体並びにアミノ酸類のエステル化反応をターゲットにマイクロ波を利用した高効率なエステル合成法の開発をめざし、高活性触媒や低環境負荷型溶媒または無溶媒化技術の開発を行った。ハロゲン化カルボン酸のエステル化では、シリカゲル等の無機物に酸類を担持した新しい固体触媒や有害なトルエンに代わる溶媒並びに反応の無溶媒化技術を開発した。また、実反応条件下での反応物の誘電特性の測定法を開発した。これらの結果を基にエネルギー効率の高い流通型反応装置を開発するとともに、プロセスの安全性への目途を得た。 新規反応場によるエステル合成の開発:リサイクルが容易なイオン液体型の高性能な新規ブレンステッド酸触媒を開発した。触媒のリサイクル使用とマイクロ波加熱の併用により廃棄物の減少とコスト削減が期待される。また従来の触媒反応条件ではまったく反応が起こらなかった立体障害の大きい基質でもエステルを合成し得る高選択性の新規フッ化リン酸モノエステル型触媒も開発した。これらの新規触媒の開発によって本合成プロセスの適応範囲は大幅に拡大した。 実用化に資する導入シナリオとビジネスモデルの策定:文献調査および関連企業のヒアリング等により中国における化学物質規制と進出日系企業の動向および有害廃棄物フリー高効率エステル合成プロセスに係るビジネスモデル構築について調査研究を行い、本開発技術のリスク削減効果と波及効果を見積もった。また、早期実用化に関する導入シナリオを策定しビジネスモデルを完成した。
英文要約A simple, fast and clean process to make esters without a catalysts and solvents is being developed. 1) Benzyl bromoacetate is prepared 3kg per hour from Bromoacetic acid and Benzyl alcohol without solvents and catalysts with microwave irradiation in combination with efficient removal of resulting water under a vacuum of 100 mmHg. A new environmentally-benign high performance esterification process without waste materials has been developed. The E-factor of this new esterification process was 0.86. 2) A slight modified new methods can also be applied esterification of amino acids. Salts of amino acid ester can be isolated easily. 3) Noble high performance catalysts were synthesized in order to expand the scope and limitation of the new esterification method. 4) We researched the trend of the Chinese chemical substance regulations and the countermeasures of the Japanese chemical makers in China. And we made effective business model based on this research documents to spread the new environmentally-benign esterification process which developed by this project. And the effects of reduction of waste and hazard chemicals by use of the new esterification process were estimated.
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