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Development of Highly Active Heterogeneous Late-Transition Metal Photocatalysts

Research Project

Project/Area Number 19F19733
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

山田 陽一  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (50317723)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) BUKHANKO VALERII  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-07-24 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords光触媒 / 有機変換反応 / イリジウム触媒 / トリフルオロメチル / 高分子触媒
Outline of Research at the Start

後期遷移金属錯体に基づく高効率で安価な不均一光触媒を開発します。
触媒の簡便なる回収、容易なる再利用、触媒金属の生成物の汚染を防ぐなど、多くの点で均一光触媒反応に優れた触媒を開発します。光化学、特にルテニウム‐ポリピリジル錯体の光化学における研究分担者の経験は、プロジェクト計画を実行する際の重要な背景です。また、有機合成化学や量子化学の理論にも精通しています。研究代表者は金属錯体に基づく不均一触媒系の設計の専門家である。これは明らかに、提案された研究計画を実現する上で重要な助けとなります。

Outline of Annual Research Achievements

後期遷移金属錯体(イリジウム、ルテニウム錯体)の光触媒による有機変換反応の開発は、既存触媒系では進行困難な反応系を効率的に進行させる可能性があるため、有機合成化学上重要なものである。今年度は以下の2つのタイプの反応を検討した。
今回、後期遷移金属錯体(イリジウム、ルテニウム錯体)の光触媒を各種合成した。N
‐ヘテロアレーンのトリフルオロメチル化の検討を行った。その結果、イリジウム錯体触媒を用いたときに反応が進行し効率的に生成物を得ることができた。様々な基質に適用し、中程度から高収率で生成物を得ることが可能となった。NMRなど各種生成物スペクトルのデータコレクションを行った。また本反応にてカルボキシル基の導入が可能であることが示された。各種アミノ酸類縁体への変換が可能であることも見出された。令和3年度の課題修了時にデータがまとめられるように検討を行う予定である。
また、後期遷移金属錯体(イリジウム、ルテニウム錯体)の光触媒と高分子ニッケル触媒の複合触媒による反応検討を行った。これはニッケル触媒の還元的脱離が律速であるカップリング反応において光触媒による律速段階の迅速化を期待したものである。ハロゲン化アリールとアミン類とのカップリング反応を検討した所、所望の反応が進行し、対応する生成物を得ることができた。塩基、溶媒、後期遷移金属錯体光触媒ならびに高分子ニッケル触媒の各種パラメターを精査することにより、塩化アリールを基質とした反応も併せて進行することを見出し、対応する生成物が得られることが判った。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 6 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 福州大学/西安交通大学(中国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Colby College/COLLEGE OF THE ATLANTIC(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Photoredox dual reaction for selective alcohol oxidation and hydrogen evolution over nickel surface-modified ZnIn2S42020

    • Author(s)
      Q. Lin, Y.-H. Li, J.-Y. Li, Z.-R. Tang, M. Anpo, Y. M. A. Yamada, Y.-J. Xu
    • Journal Title

      Appl. Catal. B: Envrion.

      Volume: 271 Pages: 118946-118946

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2020.118946

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高活性固体化触媒の開発と有機変換反応への適用2019

    • Author(s)
      山田 陽一
    • Organizer
      日本薬学会東海支部講演会特別講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 固体化触媒の開発と有機合成化学への適用2019

    • Author(s)
      山田 陽一
    • Organizer
      京都大学化学研究所講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of Highly Active and Reusable Catalysts for Synthetic Organic Chemistry2019

    • Author(s)
      Yoichi M. A. Yamada
    • Organizer
      西安交通大学化学科講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Polymeric Metal Catalysts for Organic Transformations2019

    • Author(s)
      Yoichi M. A. Yamada
    • Organizer
      The 4th FZU-OPU Joint International Symposium on Photocatalysis, Photofunctional Materials and Nano-Science & Technology
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Silicon Nanowire Array-Stabilized Metal Nanoparticle Catalysts2019

    • Author(s)
      Yoichi M. A. Yamada
    • Organizer
      International Conference on Automated Flow and Microreactor Synthesis (ICAMS)-2
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 不均一系高活性・高再利用性触媒の開発とマイクロ波を活用した有機変換反応への応用2019

    • Author(s)
      山田 陽一
    • Organizer
      第402回生存圏シンポジウム 第16回持続的生存圏創成のためのエネルギー循環シンポジウム 第9回先進素材開発解析システム(ADAM)シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 固定化ニッケル触媒およびそれを用いたアミド化反応2020

    • Inventor(s)
      山田陽一、Abhijit Sen
    • Industrial Property Rights Holder
      山田陽一、Abhijit Sen
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-07-30   Modified: 2024-03-26  

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