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金をベースとした多種合金ナノクラスター触媒の設計と不活性結合の低温での活性化

Research Project

Project/Area Number 13F03333
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field 有機化学
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

櫻井 英博  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00262147)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) DHITAL RAGHU NATH  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
DHITAL Raghu Nath  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2013-04-26 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Keywords合金クラスター / パラジウム / 白金 / 炭素ーフッ素結合 / 金 / ヨード化合物
Outline of Annual Research Achievements

これまでにAu/Pd合金系を用いることにより、不活性結合である炭素ー塩素結合の低温での活性化に成功し、その主な要因が、合金表面上の金とパラジウムの接合面における協同的な酸化的付加過程にあることを明らかにしてきた。また同様の考え方に基づき、さらに不活性な結合である炭素ーフッ素結合の活性化がPd/Pt合金系で実現することを見出し、イソプロピルアルコールを溶媒及び還元剤として用いることで、室温での触媒的脱フッ素化反応を実現した。
最終年度の研究では、主としてこの反応機構の解明について詳細な検討を行った。既に本系が通常の水素化脱ハロゲン化反応とは異なり、アルコール水素が水素源となる、いわゆるプロトン化脱ハロゲン化反応であることを実験的に明らかにしていたが、さらなる検討により、イソプロピルアルコールと芳香族フッ化物が金属表面上に共吸着した時にだけ反応が進行することを明らかにした。すなわちどちらの基質が欠けても反応は進行せず、この両者が共に表面に吸着すると、アルコールのOH部分の酸化的付加がパラジウム上で起こり、その近傍の白金上で炭素ーフッ素結合の活性化が進行し、その時の活性化エネルギーが、単独の酸化的付加と比較すると10kcal/mol以上も活性化エネルギーが低下し、室温付近で十分に反応が進行するレベルとなることを初めて明らかにすることができた。
以上のように、この非常にユニークな炭素ーフッ素結合の活性化のメカニズムのほぼ全容を明らかにした。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Oxidative Coupling of Organoboron Compounds2014

    • Author(s)
      R. N. Dhital, H. Sakurai
    • Journal Title

      Asian J. Org. Chem.

      Volume: 3 Issue: 6 Pages: 668-684

    • DOI

      10.1002/ajoc.201300283

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Aryl Iodides as Strong Inhibitor for Gold and Gold-Based Bimetallic quasi-Homogeneous Catalysis2013

    • Author(s)
      R. N. Dhital, C. Kamonsatikul, E. Somsook, Y. Sato, H. Sakurai
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 49 Issue: 25 Pages: 2542-2544

    • DOI

      10.1039/c3cc39019e

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bimetallic Gold/Palladium Alloy Nanoclusters: An Effective Catalyst for Ullmann Coupling of Chloropyridines under Ambient Conditions2013

    • Author(s)
      R. N. Dhital, C. Kamonsatikul, E. Somsook, H. Sakurai,
    • Journal Title

      Catal. Sci. Tech.

      Volume: 3 Issue: 11 Pages: 3030-3035

    • DOI

      10.1039/c3cy00303e

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Gold-based Bimetallic Nanoclusters for Low Temperature C-X Bond Activation2015

    • Author(s)
      R. N. Dhital
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学習志野キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-02 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 櫻井研究室HP

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~sakurai-lab/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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