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FeおよびRuを中心金属に用いた高活性・高選択的なヒドロホルミル化触媒の探索

Research Project

Project/Area Number 11J00113
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Synthetic chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高橋 講平  東京大学, 大学院工学系研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsルテニウム / ヒドロホルミル化 / 水素化 / 鉄 / アルデヒド合成
Research Abstract

本研究で開発されたシクロペンタジエニルRuを用いた直鎖選択的ヒドロホルミル化触媒の問題点は反応速度の低さである。これを解決する為、反応機構の解析を行い、Ru 中間体と水素が反応して生成物を遊離する段階が律速段階であると推定した。この段階を加速するためには水素圧を高くすることや、η3になり易いシクロペンタジエニルや解離し易いリン配位子を使うことが考えられる。また同様に本研究で開発されたRuを中心金属に用いた直鎖選択的ヒドロホルミル化・水素化触媒に関しては、水素化段階の反応機構の解析を行った。その結果、COによって不活性化された錯体から水素との反応により水素化の活性種が生成する段階を有利にすれば反応が加速されるということがわかった。すなわち、Ru上をより電子不足にすることで反応速度が改善する可能性がある。類似の構造を持ち、Ru上の電子密度が高いおよび低い錯体をそれぞれ合成し、水素化の速度を比較したが、いずれも元の触媒より低い活性となった。配位子の電子密度を下げすぎるとRuへの配位が弱まり、COとの交換が起こってしまっている可能性がある。今後の指針としてはRu上の電子密度を変えずに、配位子の塩基性を変化させ、H_2との反応性を向上させるデザインを検討すると良い可能性がある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

(抄録なし)

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Tandem Isomerization/Hydroformylation/Hydrogenation of Internal Alkenes to normal-Alcohols Using Rh/Ru Dual or Ternary Catalyst Systems2013

    • Author(s)
      Yuki, Y. ; Takahashi, K. ; Tanaka, Y. ; Nozaki, K.
    • Journal Title

      Journal of American Chemical Society

      Volume: 135 Issue: 46 Pages: 17393-17400

    • DOI

      10.1021/ja407523j

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tandem Hydroformylation/Hydrogenation of Alkenes to normal-Alcohols Using Rh/Ru Dual Catalyst or Ru Single Component Catalyst2012

    • Author(s)
      Takahashi, K. ; Yanashita, M. ; Nozaki, K.
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 134 Issue: 45 Pages: 18746-18757

    • DOI

      10.1021/ja307998h

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ruthenium/C5Me5/Bisphosphine- or Bisphosphite-Based Catalysts for normal-Selective Hydroformylation2012

    • Author(s)
      Takahashi, K.; Yamashita, Y.; Tanaka, Y.; Nozaki, K.
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: (印刷中)(掲載確定) Issue: 18 Pages: 4383-4387

    • DOI

      10.1002/anie.201108396

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development and Mechanistic Investigations of Oxo-catalyst Using Ruthenium as a Key Component2013

    • Author(s)
      高橋 講平・山下 誠・野崎 京子
    • Organizer
      第60回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      学習院大学(東京都豊島区)
    • Year and Date
      2013-09-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Tandem Hydroformylation/Hydrogenation of Alkenes to normal-Alcohols Using Rh/Ru Dual Catalyst or Ru Single Component Catalyst2013

    • Author(s)
      高橋 講平・山下 誠・野崎 京子
    • Organizer
      The Sixteenth International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2013-08-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Rh/Ru混合触媒系を用いた末端アルケンの直鎖選択的ヒドロホルミル化/水素化による直鎖アルコール合成と速度論的解析による反応機構研究2013

    • Author(s)
      高橋講平, 山下誠, 野崎京子
    • Organizer
      第93回日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス、滋賀
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] シクロペンタジエノンRu錯体と二座リン配位子を用いた末端アルケンの直鎖選択的ヒドロホルミル化/水素化による直鎖アルコール合成2013

    • Author(s)
      高橋講平, 山下誠, 野崎京子
    • Organizer
      第93回日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス、滋賀
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Tandem hydrofofmylation/hydrogenation of terminal alkenes to n-alcohols using a Rh/Ru dual catalyst system2012

    • Author(s)
      Takahashi, K. ; Yamashita, M. ; Nozaki, K.
    • Organizer
      International Conference on Organometallic Chemistry
    • Place of Presentation
      リスボン、ポルトガル
    • Year and Date
      2012-09-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Cp型配位子を有するRu錯体と二座リン配位子を用いた直鎖選択的ヒドロホルミル化触媒2012

    • Author(s)
      高橋講平
    • Organizer
      日本化学会第92回春季年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Rational Design of Ru-Catalysts for normal-Selective Hydroformylation2011

    • Author(s)
      高橋講平
    • Organizer
      C&FC 2011
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2011-11-05
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 合理的にデザインしたRu触媒による直鎖選択的ヒドロホルミル化とタンデム型ヒドロホルミル化/水素化2011

    • Author(s)
      高橋講平
    • Organizer
      第58回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      愛知
    • Year and Date
      2011-09-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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