近年來，在通用的化工產品、生物塑膠及燃料等高附加值產品的製造方面，可取代化石資源的可再生生質資源頗受關注。可再生生質資源不同於化石資源，產生的CO2會透過光合作用再次轉換成生質資源，能爲削減CO2排放量做出貢獻。不過，目前在反應控制方面還存在很多課題，當務之急是開發出優質的觸媒。
圖1：利用生質合成塑膠原料的原理
上圖爲利用生質資源合成聚乙烯呋喃酸酯（PEF）的合成路徑。本次研究新開發的β-MnO2奈米顆粒觸媒有效促進了從HMF到FDCA的氧化反應。下圖爲利用化石資源合成聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）的合成路徑。PET是產量非常高的化工材料，因此，如果能置換成生質資源進行合成，就能大幅削減CO2排放量。
東京工業大學的研究小組在完全不使用石油資源和貴金屬觸媒的情況下，高效合成了有望取代聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）的聚乙烯呋喃酸酯（PEF）的原料「2,5-呋喃二甲酸（FDCA）」。採用β-二氧化錳（β-MnO2）作爲觸媒，利用源自可再生生質的5-羥甲基糠醛（HMF））合成了FDCA。
此次採用非晶前驅體的低溫結晶法，可以合成具有較大表面積的β-MnO2奈米顆粒，催化性能較以往的MnO2觸媒大幅提高。利用此前的合成方法難以合成具有較大表面積的β-MnO2，而利用此次新開發的技術，預計能大幅削減CO2的排放量。
相關論文已於2019年1月7日在美國化學學會的期刊《美國化學會志》的網路速報版公開。
文 JST客觀日本編輯部
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