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Development of novel acceptorless dehydrogenative aromatization reactions by supported metal catalysts

Research Project

Project/Area Number 17K14860
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Catalyst/Resource chemical process
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Jin Xiongjie  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (00761412)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords担持パラジウムナノ粒子触媒 / 脱水素 / 芳香環形成反応 / アニリン / 層状複水酸化物 / シクロヘキサノン / アンモニア / オキシム / 金属ナノ粒子触媒 / 酸化反応 / 分子状酸素 / 担持金属ナノ粒子触媒 / 脱水素芳香環形成反応 / 担持金属触媒 / 単純脱水素芳香環形成反応 / グリーンケミストリー
Outline of Final Research Achievements

In this study, we have successfully developed several novel synthetic methods for anilines enabled by supported Pd nanoparticle-catalyzed dehydrogenative aromatization of cyclohexanone derivatives as the key reaction. For example, (1) Pd/Al2O3-catalyzed diarylation of ammonia by cyclohexanones, and (2) Pd/Mg3Al1_LDH-catalyzed selective conversion of cyclohexanone oximes to primary anilines, have been successfully developed. A homogeneous Cu/TMEDA/N-oxyl(TMEDA = teramethylethylendiamine)-catalyzed aerobic oxidative acylation of amides with alcohols has also been developed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の液相有機合成化学は均一系触媒を中心に発展してきたが、本研究では均一系で達成できていない高難度分子変換反応を不均一系触媒の特徴を利用して初めて開発できた点で意義深い。これは不均一系触媒のファインケミカル合成分野においての均一系触媒とは異なる独自の可能性を示すものであるゆえに、有機合成化学及び触媒化学に対して重要な知見を与えるものである。また、脱水素触媒の開発は有機ハイドライドを用いた水素貯蔵システムの開発においてキーテクノロジーであることから、本研究は水素エネルギー社会の実現に向けても有意義な研究であると考えられる。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] CuCl/TMEDA/nor-AZADO-catalyzed aerobic oxidative acylation of amides with alcohols to produce imides2018

    • Author(s)
      Kataoka Kengo、Wachi Keiju、Jin Xiongjie、Suzuki Kosuke、Sasano Yusuke、Iwabuchi Yoshiharu、Hasegawa Jun-ya、Mizuno Noritaka、Yamaguchi Kazuya
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 9 Issue: 21 Pages: 4756-4768

    • DOI

      10.1039/c8sc01410h

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Formal Arylation of NH3 to Produce Diphenylamines over Supported Pd Catalysts2017

    • Author(s)
      Y. Koizumi, K. Taniguchi, X. Jin, K. Yamaguchi, K. Nozaki, N. Mizuno
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 53 Issue: 78 Pages: 10827-10830

    • DOI

      10.1039/c7cc06737b

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective Synthesis of Primary Anilines from Cyclohexanone Oximes by the Concerted Catalysis of a Mg-Al Layered Double Hydroxide Supported Pd Catalyst2017

    • Author(s)
      X. Jin, Y. Koizumi, K. Yamaguchi, K. Nozaki, N. Mizuno
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 139 Issue: 39 Pages: 13821-13829

    • DOI

      10.1021/jacs.7b07347

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 担持パラジウムナノ粒子触媒による脱水素芳香環形成反応を利用したアンモニアの選択的モノアリール化反応2019

    • Author(s)
      小泉悠,谷田部孝文,金雄傑,水野哲孝,山口和也
    • Organizer
      第123回触媒討論会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Layered Double Hydroxide Supported Palladium Catalysts for Efficient Acceptorless Dehydrogenative Aromatization Reactions2018

    • Author(s)
      X. Jin, K. Nozaki, N. Mizuno, K. Yamaguchi
    • Organizer
      18th International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 担持金属ナノ粒子触媒による脱水素芳香環形成反応2018

    • Author(s)
      金雄傑
    • Organizer
      第1回ハイブリッド触媒若手道場
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 担持パラジウムナノ粒子触媒を用いたスチレンを水素アクセプターとするアンモニアの選択的モノアリール化反応2018

    • Author(s)
      小泉悠,金雄傑,水野哲孝,山口和也
    • Organizer
      第7回JACI/GSCシンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱水素芳香環形成反応を利用したアンモニアの選択的モノアリール化反応の開発2018

    • Author(s)
      小泉悠,金雄傑,水野哲孝,山口和也
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ2018
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱水素芳香環形成反応によるアンモニアを直接利用可能なアニリン合成法の開発2018

    • Author(s)
      小泉悠,金雄傑,水野哲孝,山口和也
    • Organizer
      第51回酸化反応討論会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 担持金属ナノ粒子触媒を用いた高効率脱水素芳香環形成反応の開発2018

    • Author(s)
      金 雄傑
    • Organizer
      触媒学会バイオマス変換触媒研究会講演会「ケミカルズ合成の新しい触媒材料~有機合成からバイオマス変換まで~」
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    • Invited
  • [Presentation] 層状複水酸化物担持パラジウム触媒によるアクセプターレス脱水素芳香環形成反応2018

    • Author(s)
      金 雄傑・山口 和也・野崎 京子・水野 哲孝
    • Organizer
      第121回触媒討論会
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  • [Presentation] Layered Double Hydroxide Supported Palladium Nanoparticles for Efficient Heterogeneous Acceptorless Dehydrogenative Aromatization Reactions2018

    • Author(s)
      Xiongjie Jin
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
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    • Invited
  • [Presentation] 担持金-パラジウム合金ナノ粒子触媒によるアンモニアの選択的モノアリール化反応2018

    • Author(s)
      小泉 悠・金 雄傑・山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
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  • [Presentation] 担持パラジウムナノ粒子触媒によるピペリジン類のアクセプターレス脱水素反応2018

    • Author(s)
      大山 貴史・金 雄傑・山口 和也・ 水野 哲孝
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
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  • [Presentation] 担持Au-Pdナノ粒子触媒によるアルデヒドおよびケトンの酸化的脱水素反応2018

    • Author(s)
      竹井 大輔・谷田部 孝文・金 雄傑・山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
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  • [Presentation] Unprecedented Catalytic Aurone Synthesis Enabled by Design of a Pd-on-Au Bimetallic Nanoparticle Catalyst Supported on CeO22018

    • Author(s)
      Takafumi Yatabe, Xiongjie Jin, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 担持銅触媒によるスチレン誘導体の脱水素ボリル化反応2018

    • Author(s)
      吉井 大地・金 雄傑・山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Cu/N-oxyl触媒酸化系によるビシナルジオールからのα-ケトカルボニル化合物合成2018

    • Author(s)
      和知 慶樹・片岡 憲吾・金 雄傑・ 山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Mg-Al LDH担持パラジウム触媒によるシクロヘキサノンオキシムのアニリンへのアクセプターレス脱水素酸化反応2017

    • Author(s)
      金 雄傑・山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      第120回触媒討論会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] CeO2担持Au-Pdナノ粒子触媒による選択性逆転を利用したオーロン合成2017

    • Author(s)
      谷田部 孝文・金 雄傑・山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      第120回触媒討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Au-Pd Bimetallic Nanoparticles-Catalyzed Dehydrogenative Aromatization Reactions for Synthesis of Arylamines2017

    • Author(s)
      Kento Taniguchi, Xiongjie Jin, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • Organizer
      Interdisciplinary Symposium for Up-and-coming Material Scientists 2017 (ISUMS 2017)
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      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] One-pot Green Synthesis of Flavones Using Gold Nanoparticles Supported on Layered Double Hydroxides2017

    • Author(s)
      Takafumi Yatabe, Xiongjie Jin, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • Organizer
      The 16th Korea-Japan Symposium on Catalysis (KJSC16)
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      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 担持パラジウムナノ粒子触媒によるアンモニアの形式的アリール化反応2017

    • Author(s)
      小泉 悠・谷口 健人・金 雄傑・山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      第50回酸化反応討論会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 銅触媒によるアルコールを用いたアミドの酸化的アシル化反応2017

    • Author(s)
      片岡 憲吾・金 雄傑・山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      第50回酸化反応討論会
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  • [Presentation] CeO2担持Pd-on-Auナノ粒子触媒による選択性逆転を利用したオーロン合成2017

    • Author(s)
      谷田部 孝文・金 雄傑・山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      第50回酸化反応討論会
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  • [Presentation] 担持パラジウムナノ粒子触媒によるアンモニアの形式的アリール化反応2017

    • Author(s)
      小泉 悠・谷口 健人・金 雄傑・山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      第7回CSJ化学フェスタ2017
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  • [Presentation] 銅触媒を用いたアルコールによるアミドの酸化的アシル化反応2017

    • Author(s)
      片岡 憲吾・金 雄傑・山口 和也・水野 哲孝
    • Organizer
      第7回CSJ化学フェスタ2017
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  • [Remarks] 野崎研究室ホームページ

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/nozakilab/index.html

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  • [Remarks] 山口研究室ホームページ

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/mizuno/japanese/

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Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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