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二官能性機構を指向した固体触媒による高選択的な水和反応の開発

Research Project

Project/Area Number 13J04305
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Synthetic chemistry
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

松岡 亜季  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords水和 / アミド / ルテニウム / キチン / 触媒 / ニトリル / 固体触媒 / 多糖
Outline of Annual Research Achievements

水和反応は水を原料に有機化合物を合成する基本的な有機合成反応の一つであり,オレフィンやニトリルに対する水和反応によるアルコールやアミドの合成など工業的な重要性も高い.本研究の目的は,反応の遷移状態に着眼して固体触媒の表面をデザインすることで高選択的で高効率な水和反応を実現することである.
昨年度は二官能性を利用して協奏的な遷移状態を目指す触媒設計指針を基に設計、調製したキチン担持ルテニウム触媒が水中で多様なニトリルの水和反応を促進することを見いだした.26年度は、昨年度に得られた結果を基に反応の改良,基質適用範囲の拡張およびグラムスケールでのアミドの合成を実現し,これらの成果をまとめ,学会および国際誌で報告した .当該年の実施内容および結果の詳細を記す.
・Ru/chitin を用いたニトリルの水和反応における基質適用範囲の検討: Ru/chitinが,一級,二級および三級の脂肪族ニトリル,芳香族ならびにヘテロ芳香族ニトリルの水和反応によるアミドの合成反応を促進することを明らかにした.さらにRu/chitin がオレフィン,アルデヒド,メチルエステルやベンジルオキシカルボニル基などの酸化還元または酸,塩基性条件下で分解しうる官能基を保持したまま反応を促進することを示した.
・Ru/chitin を用いたグラムスケールでのアミドの合成:α-メトキシアセトニトリルをモデル基質として用い,Ru/chitin がグラムスケールでのアミドの合成に適用できることが示した.
・触媒調製および水和反応における再現性の確認: ICP 発光分光分析法を用いて同様の方法で調製した異なるバッチの Ru/chitin についてルテニウム含有量を定量し,本触媒が再現性良く調製できることを確認した.またベンゾニトリルをモデル基質として用い,本反応系は対応するアミドが再現性高く与えることを示した.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Hydration of Nitriles to Amides by a Chitin- supported Ruthenium Catalyst2015

    • Author(s)
      Aki Matsuoka, Takahiro Isogawa, Yuna Morioka, Benjamin R. Knappett, Andrew E. H. Wheatley, Susumu Saito, and Hiroshi Naka
    • Journal Title

      RSC Adv.

      Volume: 5 Issue: 16 Pages: 12152-12160

    • DOI

      10.1039/c4ra15682j

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Why p-Cymene? Conformational Effect in Asymmetric Hydrogenation of Aromatic Ketones with a η6-Arene/Ruthenium(II) Catalyst2015

    • Author(s)
      Aki Matsuoka, Christian A. Sandoval, Masanobu Uchiyama, Ryoji Noyori, and Hiroshi Naka
    • Journal Title

      Chem. Asian J.

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 112-115

    • DOI

      10.1002/asia.201402979

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Hydration of Nitriles to Amides by a Chitin-supported Ruthenium Catalyst: Scope and Selectivity2015

    • Author(s)
      Aki Matsuoka, Takahiro Isogawa, Yuna Morioka, Benjamin R. Knappett, Andrew E. H. Weatley, Ryoji Noyori, Susumu Saito and Hiroshi Naka
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-03-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] キチン担持ルテニウム触媒を用いた芳香族化合物の水素化2014

    • Author(s)
      森岡 優菜,松岡 亜季,Benjamin R. Knappett,Andrew E. H. Wheatley,野依 良治,中 寛史
    • Organizer
      第5回統合物質シンポジウム「物質創製研究の新しい展望」
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2014-12-19 – 2014-12-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] キチン担持ルテニウム触媒を用いたニトリルの水和反応2014

    • Author(s)
      五十川 貴裕,松岡 亜季,森岡 優菜,Benjamin R. Knappett,Andrew E. H. Wheatley,斎藤 進,中 寛史
    • Organizer
      第5回統合物質シンポジウム「物質創製研究の新しい展望」
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2014-12-19 – 2014-12-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydrogenation of Functionalized Aromatics to Cyclohexanes by a Chitin-Supported Ruthenium Catalyst2014

    • Author(s)
      Yuna Morioka, Aki Matsuoka, Benjamin R. Knappett, Andrew E. H. Weatley, Ryoji Noyori, and Hiroshi Naka
    • Organizer
      IRTG Muenster-Nagoya Abschlusssymposium
    • Place of Presentation
      ドイツ
    • Year and Date
      2014-11-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydration of Nitriles Promoted by Chitin-supported Ruthenium Catalysts2014

    • Author(s)
      Aki Matsuoka, Takahiro Isogawa, Yuna Morioka, Susumu Saito, Ryoji Noyori, and Hiroshi Naka
    • Organizer
      The 4th International Conference on MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-07-10 – 2014-07-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] キチン担持ルテニウム触媒を用いた芳香族ニトリルの水和反応2014

    • Author(s)
      五十川 貴裕, 松岡 亜季, 森岡 優菜, 野依 良治, 中 寛史
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2014-03-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 多糖担持ルテニウム触媒によるニトリルの水和反応の開発2014

    • Author(s)
      松岡 亜季, 五十川 貴裕, 森岡 優菜, 野依 良治, 斎藤 進, 中 寛史
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2014-03-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydration of nitriles to amides with chitin-supported ruthenium catalysts2013

    • Author(s)
      Aki Matsuoka
    • Organizer
      16^<th> IRTG Joint Symposium
    • Place of Presentation
      Muenster, Germany
    • Year and Date
      2013-11-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydration of Nitriles to Amides with Polysaccharide-supported Ruthenium Catalysts2013

    • Author(s)
      Aki Matsuoka, Takahiro Isogawa, Yuna Morioka, Ryoji Noyori, Susumu Saito, and Hiroshi Naka
    • Organizer
      IRTG Mini Symposium 2013
    • Place of Presentation
      Muenster, Germany
    • Year and Date
      2013-11-08
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Systematic Exploration of Transition States in Ruthenium (II)-Catalyzed Hydrogenation of Aromatic Ketones Using GRRM Methods2013

    • Author(s)
      Aki Matsuoka, Christian A. Sandoval, Masanobu Uchiyama, Ryoji Noyori, and Hiroshi Naka
    • Organizer
      16^<th> International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2013-08-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Exploration of Transition States in Ruthenium(II)-Catalyzed Hydrogenation of Aromatic Ketones Using GRRM Methods2013

    • Author(s)
      Aki Matsuoka, Christian A. Sandoval, Masanobu Uchiyama, Ryoji Noyori, and Hiroshi Naka
    • Organizer
      10^<th> Congress on Catalysis Applied to Fine Chemicals (cafc 10)
    • Place of Presentation
      Turku, Finland
    • Year and Date
      2013-06-16
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

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

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