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ELECTRODE FOR USE IN SYNTHESIS BY ELECTROLYTIC REDUCTION, AND METHOD FOR SYNTHESIZING ORGANIC COMPOUND BY ELECTROLYTIC REDUCTION

Patent code P170013806
File No. J1014-16
Posted date Mar 16, 2017
Application number P2009-114402
Publication number P2010-261086A
Patent number P5374770
Date of filing May 11, 2009
Date of publication of application Nov 18, 2010
Date of registration Oct 4, 2013
Inventor
  • (In Japanese)細野 秀雄
  • (In Japanese)平野 正浩
  • (In Japanese)澤口 正紀
  • (In Japanese)安田 新
  • (In Japanese)伊藤 節郎
  • (In Japanese)渡邉 暁
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
  • (In Japanese)国立大学法人東京工業大学
  • (In Japanese)旭硝子株式会社
Title ELECTRODE FOR USE IN SYNTHESIS BY ELECTROLYTIC REDUCTION, AND METHOD FOR SYNTHESIZING ORGANIC COMPOUND BY ELECTROLYTIC REDUCTION
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode for use in synthesis by electrolytic reduction, which uses an inexpensive material with low toxicity and can synthesize an organic compound at a high yield with high selectivity.
SOLUTION: The electrode for use in the synthesis by electrolytic reduction is an electrode that contains an electroconductive mayenite-type compound (for instance, [Ca24Al28O64]4+(4e-)) in which a part or all of free oxygen ions in the mayenite-type compound are replaced by electrons, at least in the surface of the electrode, and is used as a cathode 3 for use in the synthesis of the organic compound by electrolytic reduction. Examples of the synthesis of the organic compound by electrolytic reduction includes a reaction of synthesizing hydroxybenzoin by electrolytically reducing benzaldehyde and a reaction of synthesizing chlorotrifluoroethylene (CTFE) by electrolytically reducing R-113.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

電解合成法は、クリーンな電気エネルギーを利用し、反応試薬を用いずに合成を行うことができる化学合成手段のひとつであり、電流密度により反応速度を制御することができ、また電位を規制することで生成物を選択できる特徴を有している。また、合成反応が電極表面での不均一相反応であるため、大量生産には不向きであるが、選択的な合成が可能であるため、各種の有機化合物の電解による酸化・還元合成が提案されている。

有機化合物の電解合成において、電極として使用される材料は、生成物の収率と選択性の点で十分に満足できる合成を可能にするとともに、長寿命を達成しかつ処理表面の汚染を防止するために耐食性を有するものであることが望ましい。従来から、陽極材料としては、白金、炭素(グラファイト、ガラス状炭素)、酸化鉛、酸化ニッケルなどが使用され、陰極材料としては、白金、銀、炭素(グラファイト、ガラス状炭素)、チタン、亜鉛、銅、鉛、水銀などが使用されている(特許文献1、特許文献2参照。)。

しかし、これらの電極材料の中で白金、銀などの貴金属は高価であるため、大量に生産し使用するには経済性の点で難点があった。また、鉛や水銀などの金属は毒性が強いため、作業者の安全上の問題があるばかりでなく、合成された有機化合物へのこれらの金属の混入を回避する対策が必要である、という問題があった。

したがって、有機化合物の電解合成において、生成物の収率および選択性の点で十分に満足できる合成を可能とし、かつ安価で毒性の低い電極材料が求められている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、電解還元合成に用いられる電極を使用する有機化合物の電解還元合成方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
電解槽内に、互いに離間して配置された陽極および陰極と、前記陽極および陰極が浸漬するように満たされた電解液と、を有する電解還元合成装置を用いた有機化合物の電解還元合成方法であって、
少なくともその表面に、マイエナイト型化合物のフリー酸素イオンの一部または全部が電子に置換された導電性マイエナイト型化合物を含有する電解還元合成用電極を陰極として使用し、
原料である有機化合物を電解液に加え、前記陽極および陰極間に通電することで、前記原料である有機化合物を前記陰極の表面で還元し、反応生成物である有機化合物を合成することを特徴とする有機化合物の電解還元合成方法。

【請求項2】
 
前記導電性マイエナイト型化合物の電子密度は1×1018/cm3以上である請求項1に記載の電解還元合成方法

【請求項3】
 
前記陰極全体が前記導電性マイエナイト型化合物により構成されている請求項1または2に記載の電解還元合成方法

【請求項4】
 
前記陰極は、給電用基体の表面に、前記導電性マイエナイト型化合物の層が設けられて構成されている請求項1または2に記載の電解還元合成方法
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2009114402thum.jpg
State of application right Registered
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