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2016年4月18日 (月)

リチウムホウ素化合物の新しい合成法を開発-入手容易な原料から1段階で新奇な構造の構築が可能に-

2016年4月13日
理化学研究所
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 二酸化炭素(CO2)は“地球温暖化”に
及ぼす影響が最も大きな“温室効果ガス”
です。
 
 石炭や石油の消費などにより、
大量のCO2が大気中に放出されます。
 
 また、CO2の吸収源である森林が
伐採され減少しています。
 
 その結果として大気中のCO2は
年々増加しているため、CO2の削減が
急がれています。
 
 一方、有機合成化学の観点からは、
CO2は入手容易で再生可能な炭素資源
であるため、有用物質の合成に
利用できないかと考えられてきました。
 
 しかし、CO2は化学的に安定である
ため、効率的かつ実用的に変換する方法は
限られています。
 
 一方で、「リチウムホウ素化合物」は
「リチウムイオン電池」の
“電解質”として利用されています。
 
 リチウムイオン電池は、充電式の
電池の1種で、正極と負極を
リチウムイオン(Li+)が行き来すること
で、充電・放電を行います。
 
 特長として、ニッケルカドミウム電池や
ニッケル水素電池よりも小型化・軽量化が
しやすく、電力が大きいことが
挙げられます。
 
 そのため、スマートフォン、
ノートパソコン、デジタルカメラなどの
電源として普及しています。
 
 しかし、実用化に耐えうる高純度の
リチウムホウ素化合物を得るには、
複雑な多段階反応を用いる必要があります。
 
 また、従来法では合成できる構造や
組成も限られています。
 
 そのため、入手容易な原料から
多様な組成や構造を持つ
リチウムホウ素化合物を、
効率的に合成する手法の開発が
求められていました。
 
 理研の研究チームはこれまで、
CO2を利用する有機合成反応について
研究を進めてきました。
 
 今回、“銅触媒”を用いることにより、
CO2、ホウ素化合物、アルデヒド類、
リチウムアルコキシドといった
複数の入手容易な原料から、
1段階で分子内に5員環構造を持つ
新奇なリチウムホウ素化合物が
選択的に生成されることを発見しました
(図)。
 
 さらに詳しく検討したところ、
さまざまな官能基を持つアルデヒド類から
多様なリチウムホウ素化合物を
効率的に合成できることが明らかに
なりました。
 
 従来のリチウムイオン電池の電解質は、
環状カーボネートなどの有機溶媒に
溶かして利用されています。
 
 今回、合成した新奇な
リチウムホウ素化合物は、ホウ素原子が
環状カーボネートに組み込まれた構造を
しているため、従来の電解質と溶媒が
“一体化した物質”とみなすことが
できます。
 
 そのため、有機溶媒を必要としない、
新しいリチウムイオン電池の電解質の
開発への展開が期待できます。
 
 
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>CO2、ホウ素化合物、アルデヒド類、
>リチウムアルコキシドといった
>複数の入手容易な原料から、
>1段階で分子内に5員環構造を持つ
>新奇なリチウムホウ素化合物が
>選択的に生成されることを
>発見しました。
 
 と言うことで、上手く行けばCO2の
削減に寄与出来るかも知れません。
 
 今後の研究の展開に期待しましょう。
 
 CO2の削減と言う観点からすれば、
再生可能エネルギーの導入比率を上げる
ような投資をした方が手っ取り早いと
思いますけど、ね~
 
 世界の趨勢を見ていると、一朝一夕
では行かないのだから、早くしないと
世界から取り残されますよ。
 
 再生可能エネルギー関連投稿です。
2016年4月13日

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