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ピリジンから窒素を容易に除く

2017-12-10 | 科学・技術
 理研を中心とした国際共同研究チームは、チタンヒドリド化合物を用い、ピリジンのC-N結合の切断を試みた(11月30日発表)。
 結果、室温~60℃という温和な条件でピリジンの2カ所のC-N結合が切断され、さらに加水分解すると、アンモニア(NH3)と環状の炭化水素であるシクロペンタジエンが生成することを見いだした。また、このピリジンからNを容易に除くプロセスを、X線結晶構造解析、分光学的手法、計算科学により分子レベルで初めて明らかにした。
 本成果は、C-N結合の切断反応のみならず、C-S結合、C-O結合など、さまざまな安定な結合を温和な条件で切断する新しい物質変換反応への展開が期待できる。
 ◆ピリジン (pyridine)
 ピリジンは化学式 C5H5N、分子量 79.10 の複素環式芳香族化合物のアミンの一種。
 ベンゼンに含まれる6つの C-H 構造のうち1つが窒素原子に置き換わった構造をもつ。融点 -41.6℃、沸点 115.2℃。極めて不快な悪臭を放つ液体である。石油に含まれるほか、誘導体(ピリジンアルカロイド)が植物に広範に含まれる。
 石油中には不純物として、ピリジンやキノリンなどの窒素(N)とベンゼン環からなる化合物(含窒素芳香族化合物)が含まれている。これらの化合物は、大気汚染のもととなる窒素酸化物(NOx)を生成したり、ハイドロクラッキングと呼ばれる炭化水素分解の効率を下げたりする。このため、石油精製のプロセスでNを除去することが重要となる。
 しかし、含窒素芳香族化合物のC-N結合は安定で、切断するには固体触媒高温を用いて300~500℃、200気圧という高温・高圧な条件が必要となる。これには多くのエネルギーを消費するため、温和な条件で達成できる新しい触媒の開発が求められている。
 ◆シクロペンタジエン(cyclopentadiene)
 シクロペンタジエンは分子式 C5H6 で表される、5員環構造を持つ環式ジエン。炭化水素のひとつ。
 分子量66.10、融点-85℃、沸点42℃、樟脳によく似た特異臭をもち、常温常圧下で無色透明の液体。

 天気は晴れ。風が穏やかなので、気温(最高気温8℃)が低くても寒さを感じない(かも!)。
 ”ノースポール”が咲きだした。冬の寒さでも咲く花だ。名(ノースポール)の由来は、群生していると花が株全体を真っ白に覆うように見え、これが北極(North Pole)を連想させる、からと言う。冬に咲く花は少なく、冬のガーデニングを飾る貴重な存在である。
 この名は「サカタのタネ」の商品名だが、一般名として使われていると言う。別名は旧学名などから、クリサンセマム、クリサンセマム・ノースポール、クリサンセマム・パルドーサムなど。
 ノースポール
 (Northpole、Paludosum)
 別名:クリサンセマム・ノースポール、クリサンセマム・パルドーサム
 キク科フランスギク属
 秋まき一年草
 原産地はアフリカ北部・地中海沿岸
 日本には1970年前後に入って来た
 開花時期は、12月~6月
 花は径3~4cmで、マーガレットに似た少し小型、白い花(舌状花)で中心の管状花は黄色