Development of Novel Transition Metal Catalysts and Their Application to Environmentally Benign Organic Synthesis Based on Dehydrogenative Transformation of Organic Molecules

• Project/Area Number: 26288047
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Synthetic chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: FUJITA KEN-ICHI 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (80293843)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): YAMAGUCHI Ryohei 京都大学, 大学院人間・環境学研究科, 名誉教授 (40115960)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000); Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2014: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
• Keywords: イリジウム触媒 / ルテニウム触媒 / 機能性配位子 / 脱水素化反応 / 低環境負荷型有機合成 / 水素 / アルコール / 触媒・化学プロセス / イリジウム / アミン

Outline of Final Research Achievements

This study has been carried out to develop environmentally benign methods for organic synthesis, based on our previous investigations on cooperative catalysis by transition metals with functional ligands for dehydrogenative transformation of organic molecules. The accomplishments are as follows. (1) New catalysts for dehydrogenation have been synthesized. (2) Dehydrogenative oxidation of alcohols has been accomplished. (3) Improvement of performance of the catalyst has been achieved by fine tuning of the electronic and steric nature of the functional ligand. (4) New environmentally benign methods for organic synthesis based on catalytic dehydrogenation of organic molecules have been developed. (5) Efficient procedure for the recovery of the catalyst has been developed.

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of Coordinatively Unsaturated Iridium Complexes Having Functional 8-Quinolinolato Ligands: New Catalysts for Dehydrogenative Oxidation of Alcohols in Aqueous Media (2017)
  • Author(s): Toyomura, K.; Fujita, K.
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 46 Issue: 6 Pages: 808-810
  • DOI: 10.1246/cl.170166
  • NAID: 130005689349
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Hydrogen Production from a Methanol-Water Solution Catalyzed by an Anionic Iridium Complex Bearing a Functional Bipyridonate Ligand under Weakly Basic Conditions (2015)
  • Author(s): Fujita, K.; Kawahara, R.; Aikawa, T.; Yamaguchi, R.
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. Volume: 54 Issue: 31 Pages: 9057-9060
  • DOI: 10.1002/anie.201502194
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ディビジョン･トピックス： 均一系錯体触媒を活用するメタノール水溶液からの水素製造 (2015)
  • Author(s): 藤田健一
  • Journal Title: 化学と工業 Volume: 68 Pages: 820-820
• [Presentation] イリジウム錯体触媒を用いた含窒素複素環化合物の可逆的な脱水素化と水素化 (2017)
  • Author(s): 和田智勝, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第97春季年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
• [Presentation] NHCイリジウム錯体触媒を用いたメタノールによるアミンの効率的N-メチル化反応 (2017)
  • Author(s): 辻晶子, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第97春季年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
• [Presentation] NHCイリジウム錯体触媒を用いた温和な条件下でのアミンとアルコールのN-アルキル化反応 (2017)
  • Author(s): 森島凡乃, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第97春季年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
• [Presentation] イリジウム錯体触媒を用いたアルコールのカップリング反応によるエステルおよびエーテル合成 (2017)
  • Author(s): 小野田光貴, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第97春季年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
• [Presentation] 機能性配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いた高難度脱水素化反応の開発 (2017)
  • Author(s): 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第97春季年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
  • Invited
• [Presentation] 機能性ビピリドナート配位子を有する新しいイリジウム錯体の合成とメタノール水溶液からの水素製造における触媒性能 (2016)
  • Author(s): 梶田舜平, 吉田真人, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学京田辺キャンパス（京都）
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] 2-キノリノン系機能性配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いた水溶媒中でのアルコールの脱水素的酸化反応 (2016)
  • Author(s): 豊村一期, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学京田辺キャンパス（京都）
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] 機能性ビピリドナート配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いた多価アルコールからの水素発生反応 (2016)
  • Author(s): 永野祐大, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学京田辺キャンパス（京都）
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] 機能性ビピリドナート配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いた含窒素複素環化合物の脱水素化反応 (2016)
  • Author(s): 和田智勝, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学京田辺キャンパス（京都）
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] イリジウム触媒を用いた含窒素複素環の脱水素化ならびに水素化 (2016)
  • Author(s): 和田智勝, 藤田健一
  • Organizer: 第5回JACI/GSCシンポジウム
  • Place of Presentation: ANAクラウンプラザホテル神戸（兵庫県・神戸市）
• [Presentation] イリジウム触媒を用いたメタノールによるアミンの効率的N-メチル化 (2016)
  • Author(s): 辻晶子, 藤田健一
  • Organizer: 第5回JACI/GSCシンポジウム
  • Place of Presentation: ANAクラウンプラザホテル神戸（兵庫県・神戸市）
• [Presentation] イリジウム触媒を用いた環境調和型カルボン酸合成 (2016)
  • Author(s): 吉田真人, 田中雄飛, 藤田健一
  • Organizer: 第5回JACI/GSCシンポジウム
  • Place of Presentation: ANAクラウンプラザホテル神戸（兵庫県・神戸市）
• [Presentation] Dehydrogenative Oxidation of Alcohols in Water Catalyzed by an Iridium Complex Bearing a Functional N-Heterocyclic Carbene Ligand (2016)
  • Author(s): Yoshida, M.; Tamura, R.; Tanaka, Y.; Fujita, K.
  • Organizer: 20th International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHCXX)
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hydrogen Production from a Methanol-Water Solution Catalyzed by an Iridium Complex Bearing a Functional Ligand under Mild Conditions (2016)
  • Author(s): Fujita, K.; Kawahara, R.; Aikawa, T.; Yamaguchi, R.
  • Organizer: 20th International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHCXX)
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] イリジウム錯体触媒を活用するメタノールを炭素源としたアミンの選択的N-メチル化 (2016)
  • Author(s): 辻晶子, 藤田健一
  • Organizer: 第36回有機合成若手セミナー
  • Place of Presentation: 京都薬科大学（京都府・京都市）
• [Presentation] イリジウム触媒を活用した含窒素複素環の脱水素化ならびに水素化 (2016)
  • Author(s): 和田智勝, 藤田健一
  • Organizer: 第36回有機合成若手セミナー
  • Place of Presentation: 京都薬科大学（京都府・京都市）
• [Presentation] 機能性ビピリドナート配位子を有する遷移金属錯体の合成とメタノール水溶液の脱水素化反応における触媒性能 (2016)
  • Author(s): 梶田舜平, 吉田真人, 藤田健一
  • Organizer: 錯体化学会第66回討論会
  • Place of Presentation: 福岡大学（福岡県・福岡市）
• [Presentation] 機能性配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いた多価アルコールからの水素発生反応 (2016)
  • Author(s): 藤田健一, 永野祐大
  • Organizer: 錯体化学会第66回討論会
  • Place of Presentation: 福岡大学（福岡県・福岡市）
• [Presentation] NHC配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いたメタノールによる芳香族アミンの選択的N-モノメチル化 (2016)
  • Author(s): 辻晶子, 藤田健一
  • Organizer: 第63回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 早稲田大学（東京都・新宿区）
• [Presentation] 機能性配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いた含窒素複素環の脱水素化と水素化 (2016)
  • Author(s): 和田智勝, 藤田健一
  • Organizer: 第46回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 金沢歌劇座（石川県・金沢市）
• [Presentation] イリジウム触媒による水素移動ならびに脱水素化を基軸とする分子変換 (2016)
  • Author(s): 藤田健一
  • Organizer: 近畿化学協会有機金属部会平成28年度第3回例会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • Invited
• [Presentation] Hydrogen Production from a Methanol-Water Solution Catalyzed by an Iridium Complex Bearing a Functional Ligand (2016)
  • Author(s): Fujita, K.
  • Organizer: International Symposium in Catalysis and Fine Chemicals 2016 (C&FC 2016)
  • Place of Presentation: Taipei（TAIWAN）
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 機能性配位子を持つイリジウム錯体による触媒的脱水素化反応 (2016)
  • Author(s): 藤田健一
  • Organizer: 第13回触媒相模セミナー
  • Place of Presentation: 相模中央化学研究所（神奈川県・綾瀬市）
  • Invited
• [Presentation] イリジウム触媒を用いたジオール類の脱水素的環化によるラクトン合成 (2015)
  • Author(s): 永野祐大, 藤田健一
  • Organizer: 第45回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 早稲田大学国際会議場（東京）
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] Synthesis of Carboxylic Acids through Dehydrogenation of Primary Alcohols in Water Catalyzed by Iridium Complexes Bearing a Functional Ligand (2015)
  • Author(s): Tanaka, Y.; Yamaguchi, R.; Fujita, K.
  • Organizer: 13th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテル京都（京都）
  • Year and Date: 2015-11-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hydrogen Production from a Methanol-Water Solution Catalyzed by a Water-Soluble Iridium Complex under Mild Conditions (2015)
  • Author(s): Fujita, K.
  • Organizer: 10th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia (ICCEOCA-10)
  • Place of Presentation: Kaohsiung (TAIWAN)
  • Year and Date: 2015-11-05
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 機能性ビピリドナート配位子を有するイリジウム錯体の合成と含窒素複素環化合物の脱水素化反応における触媒活性 (2015)
  • Author(s): 和田智勝, 白石巧充, 藤田健一
  • Organizer: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京）
  • Year and Date: 2015-10-14
• [Presentation] 機能性ビピリドナート配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いたジオール類の脱水素的ラクトン化反応 (2015)
  • Author(s): 永野祐大, 藤田健一
  • Organizer: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京）
  • Year and Date: 2015-10-14
• [Presentation] 機能性ビピリドナート配位子を有する新規ルテニウム錯体の合成と脱水素化反応における触媒活性 (2015)
  • Author(s): 豊村一期, 佐野隼人, 山口良平, 藤田健一
  • Organizer: 錯体化学会第65回討論会
  • Place of Presentation: 奈良女子大学（奈良）
  • Year and Date: 2015-09-22
• [Presentation] 機能性配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いた第一級アルコールの水中での脱水素的変換によるカルボン酸合成 (2015)
  • Author(s): 田中雄飛, 山口良平, 藤田健一
  • Organizer: 第62回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 関西大学千里山キャンパス（大阪）
  • Year and Date: 2015-09-08
• [Presentation] Hydrogen Production from Methanol-Water Solution Catalyzed by an Iridium Complex Bearing a Functional Bipyridonate Ligand under Mild Conditions (2015)
  • Author(s): Fujita, K.; Kawahara, R.; Aikawa, T.; Yamaguchi, R.
  • Organizer: 7th International Conference on Green and Sustainable Chemistry (GSC-7) and 4th JACI/GSC Symposium
  • Place of Presentation: 一橋大学（東京）
  • Year and Date: 2015-07-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 機能性ビピリドナート配位子を有するルテニウム錯体触媒を用いたアルコールならびにジオール類の脱水素化反応 (2015)
  • Author(s): 豊村一期, 佐野隼人, 山口良平, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学 船橋キャンパス（千葉）
  • Year and Date: 2015-03-28
• [Presentation] イリジウム錯体触媒を用いた第一級アルコールの水中での脱水素化反応によるカルボン酸合成 (2015)
  • Author(s): 田中雄飛, 山口良平, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学 船橋キャンパス（千葉）
  • Year and Date: 2015-03-26
• [Presentation] 機能性ビピリドナート配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いた多価アルコールの脱水素化反応 (2015)
  • Author(s): 永野祐大, 山口良平, 藤田健一
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学 船橋キャンパス（千葉）
  • Year and Date: 2015-03-26
• [Presentation] 新規水溶性NHCイリジウム錯体触媒を用いたアルコールとアンモニア水からの高原子効率的第一級アミン合成 (2015)
  • Author(s): 古川翔一, 藤田健一, 山口良平
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学 船橋キャンパス（千葉）
  • Year and Date: 2015-03-26
• [Presentation] 酸化剤を用いないCp*イリジウム触媒によるアルコールの脱水素的酸化反応 (2015)
  • Author(s): 大澤康子, 渡辺正人, 堤邦彦, 藤田健一, 山口良平
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学 船橋キャンパス（千葉）
  • Year and Date: 2015-03-26
• [Presentation] 機能性含窒素複素環カルベン配位子を有する新規水溶性イリジウム錯体触媒を用いた水溶媒中でのアルコールの脱水素的酸化 (2014)
  • Author(s): 田中雄飛, 田村竜一, 藤田健一, 山口良平
  • Organizer: 第61回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部 百年講堂（福岡）
  • Year and Date: 2014-09-24
• [Presentation] 新規水溶性Cp*Ir含窒素複素環カルベン錯体の合成とアルコールによるアンモニア水のN-アルキル化反応における触媒活性 (2014)
  • Author(s): 古川翔一, 藤田健一, 山口良平
  • Organizer: 第61回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部 百年講堂（福岡）
  • Year and Date: 2014-09-24
• [Presentation] 機能性配位子を有する水溶性イリジウム錯体触媒を用いた水溶媒中でのジオール類の脱水素的ラクトン化反応 (2014)
  • Author(s): 山口良平, 伊藤航, 藤田健一
  • Organizer: 第44回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 札幌市民ホール（札幌）
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] Cp*イリジウム触媒によるアルコールの酸化反応 (2014)
  • Author(s): 大澤康子, 渡辺正人, 堤邦彦, 藤田健一, 山口良平
  • Organizer: プロセス化学会2014サマーシンポジウム
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京）
  • Year and Date: 2014-08-01
• [Presentation] 機能性配位子を有する脱水素化錯体触媒の開発とその活用 (2014)
  • Author(s): 藤田健一
  • Organizer: 第70回白鷺セミナー
  • Place of Presentation: 大阪府立大学（大阪）
  • Year and Date: 2014-07-25
  • Invited
• [Presentation] Synthesis of New Water-Soluble N-Heterocyclic Carbene Complexes of Iridium and Their Catalytic Performance in Alkylation of Aqueous Ammonia with Alcohols (2014)
  • Author(s): Furukawa, S.; Fujita, K.; Yamaguchi, R.
  • Organizer: 26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
  • Place of Presentation: Royton Sapporo（札幌）
  • Year and Date: 2014-07-15
• [Presentation] Dehydrogenation of Methanol-Water Solution Catalyzed by a New Water-Soluble Anionic Iridium Complex Bearing a Functional Bipyridonate Ligand (2014)
  • Author(s): Fujita, K.; Aikawa, T.; Kawahara, R., Tanaka, Y.; Yamaguchi, R.
  • Organizer: 26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
  • Place of Presentation: Royton Sapporo（札幌）
  • Year and Date: 2014-07-14
• [Book] Ligand Platforms in Homogenous Catalytic Reactions with Metals: Practice and Applications for Green Organic Transformations (2014)
  • Author(s): Yamaguchi, R.; Fujita, K.
  • Total Pages: 368
  • Publisher: John Wiley & Sons, Inc.
• [Remarks] 藤田研究室ホームページ
  • URL: http://www.greenchem.h.kyoto-u.ac.jp/