機能集積型固体酸化反応触媒の開発

• Project/Area Number: 20037063
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kanagawa University
• Principal Investigator: 引地 史郎 Kanagawa University, 工学部, 教授 (10282857)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2009: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2008: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 固定化錯体触媒 / 酸化反応 / キレート配位子 / コバルト / 酸化触媒 / 過酸化水素 / 鉄 / ニッケル / 分子設計 / エポキシ化

Research Abstract

機能集積型協奏機能触媒の開発を目指し、(1)天然の高性能触媒である酵素に類似した配位環境、(2)触媒失活の主な要因である金属溶出の無い高い配位能、(3)共有結合による担体との固定化、を実現するアニオン性キレート配位子を設計し、これを無機酸化物担体上に固定化した新規固定化錯体触媒を開発した。特にホウ素上に塩素を有するキレート配位子とカルボン酸金属塩の反応によりカルボキシ基がキレート配位子上に導入できることを見いだした。この反応を固定化錯体触媒の調製に応用することを試み、予め表面がカルボキシ基で修飾されたシリカゲルを担体とすることで、キレート配位子が担体上に固定できることが明らかになった。またキレート配位子のかさ高さのため、シリカゲル上に固定されたすべてのカルボキシ基への配位子連結は不可能であったため、残留カルボキシ基をエステル化することで担体表面の金属配位基の制御を行ったところ、エステル化の条件や導入する炭化水素基のかさ高さに応じてエステル化効率が異なっていること、しかしながらいかなる条件においても未修飾のカルボキシ基が残留することが明らかになった。一方シリカゲル表面がアルキルチオール基で修飾されたシリカゲルを担体とした場合にも同様にすべてのチオール基にキレート配位子は結合しなかったが、未反応のチオール基はすべてエステル化することが可能であった。また調製したキレート配位子固定化担体にコバルトイオンを導入したところ、予め固定化されていた官能基の種類、分子構造に応じて担体表面に生成した錯体触媒の分子構造が異なることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Design, Synthesis, and Catalysis of Bio-inspired Immobilized Metallocomplex Catalyst (2009)
  • Author(s): S.Hikichi, M.Kaneko, Y.Miyoshi, N.Mizuno, K.Fujita, M.Akita
  • Journal Title: Topics in Catalysis 52 Pages: 845-851
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Acetoxybis (imidazolyl) methylborate [B(Im^N-me)_2(OC(=O)Me)Me]^- : Carboxylation of borane moiety of imidazolyl-based scorpionate (2009)
  • Author(s): K.Fujita, M.Akita, S.Hikichi
  • Journal Title: Inorg. Chim.Acta 362 Pages: 4472-4479
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural Characterization and Oxidation Activity of a Nickel(II) Alkylperoxo Complex (2009)
  • Author(s): S. Hikichi, H. Okuda, Y. Ohzu, M. Akita
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. 48 Pages: 188-191
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design, Synthesis, and Catalysis of Bio-inspired Immobilized Metallocomplex Catalyst (2009)
  • Author(s): S.Hikichi, M. Kaneko, Y. Miyoshi, N. Mizuno K. Euiita, M. Akita
  • Journal Title: Topics in Catalysis (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tuning the Stability and Reactivity of Metal-bound Alkylperoxide by Remote Site Substitution of the Ligand
  • Author(s): S.Hikichi, C.Kobayashi, M.Yoshizawa, M.Akita
  • Journal Title: Chem.Asian J. (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 有機官能基修飾シリカを用いた固定化錯体触媒の調製 (2009)
  • Author(s): 引地史郎, 小林春菜, 春崎沙織, 山岸裕, 中澤順
  • Organizer: 第104回触媒討論会(討論会A)
  • Place of Presentation: 宮崎大学工学部
  • Year and Date: 2009-09-29
• [Presentation] チオール修飾シリカを担体とする固定化錯体触媒の調製 (2008)
  • Author(s): 引地史郎, 金子真実, 名畑実有子
  • Organizer: 第102回触媒討論会 (討論会A)
  • Place of Presentation: 名古屋大学 (名古屋)
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Remarks]
  • URL: http://apchem2.kanagawa-u.ac.jp/~hikichilab/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://apchem2.kanagawa-u.ac.jp/~hikichilab/index.html