含フッ素アート錯体の酸－塩基複合作用を利用した二酸化炭素の資源化法の開拓

• Project/Area Number: 14J04077
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Organic chemistry
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 高田 雄貴 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 光触媒 / アリルアルコール / 還元的脱酸素化 / 水素化分解 / 二酸化炭素 / フッ素 / オキサゾリジノン / 環境負荷低減 / 脱水的 / シロキサン / 二酸化チタン / 二酸化炭素化学変換 / 触媒 / 含フッ素化合物 / 有機合成

Outline of Annual Research Achievements

これまでに、二酸化炭素の固定化反応として、オキサゾリジノン合成を促進する触媒の開発を行ってきた。当該反応は、天然アミノ酸から誘導可能な β-アミノアルコールと二酸化炭素を原料に、不斉補助基等として重要なオキサゾリジノンを脱水的に合成する反応である。フッ化物イオンと含ケイ素化合物（例えば、シロキサン ((Me2SiO)3) との組み合わせがオキサゾリジノン収率向上に関して相乗効果をもつことを示した。
しかし一方で、上記反応は、比較的高温の反応温度が必要であった。より温和な条件で二酸化炭素の化学変換を達成するため、光触媒反応に着目した。その前段階として、バイオマス由来物質にも適用可能な光触媒反応の開発を行った。具体的には、光触媒によって促進される化学及び位置選択的なアリルアルコールのアルケンへの水素化分解反応の開発である（Scheme）。この反応では、パラジウムを担持した二酸化チタン（TiO2）を光触媒として用いることで、光照射下（λ> 365 nm）、室温でアリルアルコールの炭素-酸素結合を選択的に水素化分解しアルケンへと変換できる。アリルアルコールはバイオマス由来のグリセリン等の多価アルコールから生産可能である。水素源として安価なメタノールを使用でき、塩廃棄物を副生しない。一般的なパラジウム触媒では容易に水素化されうる炭素－炭素二重結合とアリル位以外のアルコール部位は保持される。さらに、重要香料ラバンジュロールの合成へと応用したところ、これまで必要であった保護・脱保護や金属ヒドリド剤の利用を経ずに目的物質が短行程で合成可能であった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Catalytic fluoride triggers dehydrative oxazolidinone synthesis from CO2 (2014)
  • Author(s): Yuki Takada, Siong Wan Foo, Yusuke Yamazakia, Susumu Saito
  • Journal Title: RSC Advances Volume: 4 Issue: 92 Pages: 50851-50857
  • DOI: 10.1039/c4ra09609f
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Regioselective photocatalytic transfer hydrogenolysis of allylic alcohols for organic synthesis without salt waste generation (2016)
  • Author(s): Takada, Y.; Caner, J.; Naka, H.; Noyori, R.; Saito, S.
  • Organizer: 6th International IUPAC Conference On Green Chemistry
  • Place of Presentation: イタリア ベニス
  • Year and Date: 2016-09-04
• [Presentation] Regioselective photocatalytic transfer hydrogenolysis of allylic alcohols for organic synthesis (2016)
  • Author(s): Takada, Y.; Caner, J.; Naka, H.; Noyori, R.; Saito, S.
  • Organizer: The 96th CSJ Annual Meeting
  • Place of Presentation: 京都、同志社大学
  • Year and Date: 2016-03-25
• [Presentation] Catalytic fluoride triggers chemical immobilization of atmospheric CO2 (2015)
  • Author(s): Yuki Takada, Siong Wan Foo, Yusuke Yamazakia, Ryoji Noyori, Susumu Saito
  • Organizer: 日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 千葉県船橋市
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] Catalytic fluoride triggers chemical immobilization of atmospheric CO2 (2014)
  • Author(s): Yuki Takada, Siong Wan Foo, Yusuke Yamazakia, Susumu Saito
  • Organizer: 19th International Symposium on Homogeneous Catalysis
  • Place of Presentation: Ottawa, Canada
  • Year and Date: 2014-07-06 – 2014-07-10