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Development of Function Integrated Heterogeneous Catalysts for Dehydrogenation-Based New Reactions

Research Project

Project/Area Number 19H02509
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Yamaguchi Kazuya  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50334313)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Keywords機能集積型固体触媒設計 / 脱水素 / 新反応開発 / 機能集積型固体触媒
Outline of Research at the Start

本提案では、高度に機能を集積した固体触媒を設計し、脱水素を基盤とした新反応の開拓を目指す。具体的には、アミン、アルコール、エーテルの形式的酸素化反応、アルコールの脱水素アミド化反応、脱水素クロスカップリング反応、脱水素芳香環形成反応、の4 つの超高難度反応を開発ターゲットとして設定し、当該研究期間内にこれらを高効率触媒反応として実現する。本反応が実現できれば、有用含酸素化合物や有用含窒素化合物と水素を同時製造することができる環境調和型の新合成手法を提供できるため、学術的観点のみならず、工業的観点からのインパクトも大である。

Outline of Final Research Achievements

In this study, function integrated heterogeneous catalysts were precisely designed to develop highly efficient and novel reactions based on dehydrogenation. During this study, we have successfully developed several environmentally benign reactions, such as (1) oxidative dehydrogenation of saturated ketones to unsaturated ketones using molecular oxygen as an oxidant, (2) selective synthesis of monoarylamines, diarylamines, and triarylamines via dehydrogenative aromatization of cyclohexanone, and (3) dehydrogenative cross-coupling. Moreover, we succeeded in C-S bond metathesis, decarbonylation of aldehydes, and oxalic acid diester synthesis using selective oxidation of alcohols.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本提案では、機能集積型固体触媒によるファインケミカルズ合成に関する研究を展開し、いくつかの高効率反応、新反応の開発に成功し、固体触媒の可能性を示してきた。本課題で得られた知見は、今後このような触媒・反応開発をおこなう研究者のための新しい指針となることが期待される。また、産業界にも大きな波及効果をもたらすことが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (56 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 1 results) Presentation (46 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] C-H Bond Activation Mechanism by a Pd(II)-(μ-O)-Au(0) Structure Unique to Heterogeneous Catalysts2022

    • Author(s)
      Takei Daisuke、Yatabe Takafumi、Yabe Tomohiro、Miyazaki Ray、Hasegawa Jun-ya、Yamaguchi Kazuya
    • Journal Title

      JACS Au

      Volume: 2 Issue: 2 Pages: 394-406

    • DOI

      10.1021/jacsau.1c00433

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    • Author(s)
      Morino Yusuke、Yatabe Takafumi、Suzuki Kosuke、Yamaguchi Kazuya
    • Journal Title

      Green Chemistry

      Volume: 24 Issue: 5 Pages: 2017-2026

    • DOI

      10.1039/d1gc04001d

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      Lin Wei-Chen、Yatabe Takafumi、Yamaguchi Kazuya
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 57 Issue: 53 Pages: 6530-6533

    • DOI

      10.1039/d1cc01686e

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    • Journal Title

      ACS Catal.

      Volume: 11 Issue: 22 Pages: 13745-13751

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c03375

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      ACS Catal.

      Volume: 11 Issue: 4 Pages: 2150-2155

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      10.1021/acscatal.1c00185

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      Chem. Commun.

      Volume: 57 Issue: 31 Pages: 3749-3752

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      ACS Catal.

      Volume: 10 Issue: 9 Pages: 5057-5063

    • DOI

      10.1021/acscatal.0c00277

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      Chem. Sci.

      Volume: 11 Issue: 16 Pages: 4074-4084

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      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 58 Issue: 32 Pages: 10893-10897

    • DOI

      10.1002/anie.201903841

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      D. Yoshii, X. Jin, N. Mizuno, K. Yamaguchi
    • Organizer
      17th Korea-Japan Symposium on Catalysis
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dehydrogenative Aromatization to Produce Arylamines over Supported Palladium Catalysts2019

    • Author(s)
      K. Yamaguchi, Y. Koizumi, X. Jin, N. Mizuno
    • Organizer
      17th Korea-Japan Symposium on Catalysis
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] α位にメチレン基を有するアルキルアミンのα-メチレン基変換用化合物、アミド類の製造方法、及びプロパルギルアミン類の製造方法2020

    • Inventor(s)
      山口 和也, 谷田部 孝文, 荒牧 光紀
    • Industrial Property Rights Holder
      山口 和也, 谷田部 孝文, 荒牧 光紀
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-145861
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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