独立行政机构国立产业技术综合研究所[理事长中钵良二]（以下简称“AIST”）催化化学聚变研究中心[研究中心主任佐藤和彦]官能团转化小组富永健一研究组组长等人正在进行逆水煤气变换反应（氢化二氧化碳，作为化学原料有用）一氧化碳)复合催化剂
以前，贵金属（例如钌）是该反应必不可少的催化剂，但它们在分子中具有三个键合位点钳型配体，即使与非贵金属镍也能成功进行反应。一氧化碳比二氧化碳更具反应性，可用作多种化学品的原料，但它具有剧毒。 AIST已经开发出一种利用钌络合物将二氧化碳转化为一氧化碳的技术，用于现场下一步的反应，以二氧化碳取代传统的使用一氧化碳的合成工艺，但催化剂的高成本阻碍了其广泛使用。新开发的催化剂可以降低工艺成本，因此有望广泛应用并广泛应用于功能醇等多种功能化学品的合成过程中。
该技术的详细内容将于2014年9月24日至26日在国立大学法人广岛大学东广岛校区（广岛县东广岛市）举行的第114届催化剂研讨会上公布。
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| 使用新开发的催化剂的反应应用示例 |
现代社会是由一批具有先进功能的化学品支撑的，但近年来化学工业的发展绿色可持续化学（绿色与可持续化学，GSC)的理念，制造业在与环境共存的意识中不断进步。另一方面，由于反应性和成本问题，替代无法进展的情况也有很多。
一氧化碳就是一个例子。尽管是一种有毒气体，但它具有高反应性且价格低廉，因此被用作各种化学产品的原材料。然而，由于其毒性，只有少数公司能够拥有自己的一氧化碳利用工艺。
AIST 正在致力于有助于 GSC 推广的技术开发和系统化。二氧化碳利用反应的发展就是这样的领域之一。众所周知，当使用金属配合物作为催化剂对二氧化碳进行氢化时，会产生甲酸及其衍生物，但从反应机理的角度来看，合成一氧化碳代替甲酸的反应被认为是困难的。对此，产业技术研究院发现，钌络合物可以作为由二氧化碳和氢气生成一氧化碳的反应（逆水煤气变换反应）的催化剂，作为其应用，我们还致力于开发用二氧化碳代替各种一氧化碳反应的反应。该系列技术为产研社独创，在国内外备受关注。
此前，利用镍络合物加氢二氧化碳得到的产物仅限于甲酸及其衍生物。固体催化剂，例如铜、铁等非贵金属，可作为逆水煤气变换反应的催化剂，但需要约200至300摄氏度的高温。另一方面，对逆水煤气变换反应具有催化活性的络合物催化剂仅限于贵金属例如钌的络合物。
该技术使用镍络合物作为催化剂进行逆水煤气变换反应，其使用分子中含有两个磷原子和一个氮原子的钳型配体，如图1所示。通常，络合物催化剂在比固体催化剂更温和的条件下表现出催化活性，但图1所示的镍络合物催化剂也可以在约140至160℃的反应温度下进行逆水煤气变换反应。
将图1所示的镍络合物在压力容器中溶解于乙二醇中，对二氧化碳(2MPa)和氢气(6MPa)加压，在160℃下反应5小时，每分子镍络合物在反应气体中生成221倍量的一氧化碳。由于在反应溶液中没有观察到甲酸化合物，因此认为二氧化碳通过镍络合物催化剂直接转化为一氧化碳。
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图1 新开发的镍络合物催化剂的示例
(Ni：镍，P：磷，N：氮，Cl：氯) |
镍配合物中配体的结构是影响催化活性的重要因素；如果配体的氮部分被碳取代，则不会产生一氧化碳，仅回收二氧化碳。此外，即使配体中的苯基被丁基取代，也不会产生一氧化碳。
新开发的技术使得在温和条件下不使用贵金属将二氧化碳转化为一氧化碳成为可能。由于镍的每克价格不到钌的百分之一，因此有望大幅降低将二氧化碳转化为一氧化碳的成本。
未来，我们将详细研究新开发的催化剂的反应机理，旨在通过调节配体进一步提高催化性能，并开发新的催化功能（图2）。尤其是当前石化工艺中的核心工艺之一加氢甲酰化反应应用这种反应以与一氧化碳相同的方式使用二氧化碳，预计将成为循环资源的先进用途之一。
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| 图2 未来发展 |