タングステートの構造制御に立脚した高機能触媒の開発

• 研究課題/領域番号: 24686091
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 東京工業大学 (2013-2014); 東京大学 (2012)
• 研究代表者: 鎌田 慶吾 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (40451801)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円); 2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2013年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2012年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
• キーワード: タングステート / 触媒 / 酸化 / 多核錯体

研究成果の概要

本申請研究では、分子性酸化物クラスターであるタングステートの触媒活性点構造を原子・分子レベルで制御することで全てのタングステンが活性点となる高機酸化能触媒を合成し、これら触媒による有害な副産物を生成しない選択酸化を中心とした有機合成プロセスの開発を行った。具体的には、新規四核ペルオキソタングステートの合成とその触媒特性、単核オキソジペルオキソタングステートの合成と高活性四核種の新たな高収率合成法の開発、リン中心四核ペルオキソタングステート／イミダゾール触媒系による過酸化水素を酸化剤とした環状脂肪族アルケンの高選択的エポキシ化反応、などについて行った。

研究成果

• [雑誌論文] Highly Selective Epoxidation of Cycloaliphatic Alkenes with Aqueous Hydrogen Peroxide Catalyzed by [PO4{WO(O2)2}4]3-/imidazole (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kamata, K. Sugahara, R. Ishimoto, S. Nojima, M. Okazaki, T. Matsumoto, N. Mizuno
  • 雑誌名: Chem. Cat. Chem. 巻: 6 号: 8 ページ: 2327-2332
  • DOI: 10.1002/cctc.201402268
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Monovacant Lacunary Silicotungstate as an Efficient Heterogeneous Catalyst for Dehydration of Primary Amides to Nitriles (2013)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Itagaki, Keigo Kamata, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
  • 雑誌名: Chem Cat Chem 巻: (印刷中) 号: 7 ページ: 1725-1728
  • DOI: 10.1002/cctc.201300063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrosilylation of Various Multiple Bonds by a Simple Combined Catalyst of a Tungstate Monomer and Rhodium Acetate (2013)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Itagaki, Hanako Sunaba, Keigo Kamata, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 42 号: 9 ページ: 980-982
  • DOI: 10.1246/cl.130338
  • NAID: 10031194313
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Highly Active Protonated Tetranuclear Peroxotungstate for Oxidation with Hydrogen Peroxide (2012)
  • 著者名/発表者名: R.Ishimoto, K.Kamata, N.Mizuno
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: (掲載確定)(印刷中) 号: 19 ページ: 4662-4665
  • DOI: 10.1002/anie.201201049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemo- and Regioselective Direct Hydroxylation of Aromatics to Phenols with Hydrogen Peroxide (2012)
  • 著者名/発表者名: Keigo Kamata, Taiyo Yamaura, and Noritaka Mizuno
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 51 号: 29 ページ: 7275-7279
  • DOI: 10.1002/anie.201201605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Palladium(II) Containing γ-Keggin Silicodecatungstate That Efficiently Catalyzes Hydration of Nitriles (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohisa Hirano, Kazuhiro Uehara, Keigo Kamata, Noritaka Mizuno
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: (in press) 号: 14 ページ: 6425-6433
  • DOI: 10.1021/ja3006012
  • 査読あり
• [学会発表] 亜鉛修飾酸化スズ担持ペルオキソタングステート触媒による過酸化水素を酸化剤とした選択的酸化反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野島晋，鎌田慶吾，鈴木康介，山口和也，水野哲孝
  • 学会等名: 日本化学会 第95春季年会
  • 発表場所: 千葉県・船橋市
  • 年月日: 2015-03-26
• [学会発表] 高難度選択酸化反応を指向した酸化物触媒の設計と開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鎌田慶吾
  • 学会等名: 四セラミックス研究機関（東工大-名工大-JFCC-NIMS)合同講演会 セラミックスイノベーション －未来を拓く材料設計と機能応用－
  • 発表場所: 愛知県・名古屋市
  • 年月日: 2014-10-23
  • 招待講演
• [学会発表] 高付加価値製品合成を指向した酸化物クラスター触媒の設計と開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鎌田慶吾
  • 学会等名: 平成26年度 触媒学会 ファインケミカルズ合成触媒研究会セミナー 「ファインケミカルズ合成を指向した新規物質変換法の構築」
  • 発表場所: 東京都・千代田区
  • 年月日: 2014-05-17
  • 招待講演
• [学会発表] ポリオキソメタレートを基盤とした高機能触媒の設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鎌田慶吾
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学・滋賀県(招待講演)
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] Selective Oxidation of Alkenes, Alkanes, and Arenes with Hydrogen Peroxide Catalyzed by a Divanadium-Substituted Phosphotungstate (2013)
  • 著者名/発表者名: Keigo Kamata, Noritaka Mizuno
  • 学会等名: 5th Gratama Workshop
  • 発表場所: 東工大蔵前会館、東京
• [備考] 原・鎌田研究室ホームページ
  • URL: http://www.msl.titech.ac.jp/~hara/
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/mizuno/