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固体触媒表面での新規不斉反応場の創成とワンポット精密有機合成反応の開発

Publicly Offered Research

Project AreaHybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand
Project/Area Number 18H04640
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

田村 正純  東北大学, 工学研究科, 助教 (10635551)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Keywords不均一系触媒 / 不斉水素化 / ケトン / アルコール / 触媒・化学プロセス
Outline of Annual Research Achievements

均一系触媒に比べ、不均一系触媒である固体触媒を用いた不斉合成反応の例は非常に限られており、さらに、不斉合成をワンポット反応に組込んだ報告例はほとんどない。本研究では、キラル配位子を活性金属ではなく担体である金属酸化物に酸・塩基相互作用により導入し、活性金属周辺に集積させることで、固体表面に新規不斉反応場を形成することを目指す。さらに、金属酸化物の酸・塩基機能と不斉水素化を組み合わせたワンポット合成反応を実現する。
昨年度の検討より、アセトフェノンの不斉水素化反応にイリジウムを酸化セリウムに担持させたIr/CeO2触媒に不斉配位子としてNOBIN(2-amino-2'-hydroxy-1,1'-binaphthyl)を組み合わせた触媒が有効であることを見出した。本年度では、各種条件検討を行うことで、高いエナンチオ選択性の発現には触媒の還元+酸化前処理が重要であり、また溶媒の選定も重要な要素であり、1,4-ジオキサンで最も高いエナンチオ選択性を与えることを明らかにした。また、Ir/CeO2触媒のTEM及びXAFS解析より、Irは非常に小さいクラスター構造であり、還元+酸化前処理により扁平したIr金属種が生成していることが示唆された。また、ワンポット反応の前段の反応として、ジメチルマロネートと2-シクロヘキセン-1-オンのマイケル付加反応をモデル反応して、各種金属酸化物触媒を検討した結果、モリブデン酸化物を酸化セリウムに担持(MoOx/CeO2)させた触媒が最も有効な金属酸化物触媒であることを見出した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Nickel-iridium alloy as an efficient heterogeneous catalyst for hydrogenation of olefins2019

    • Author(s)
      Jiaqi Bai, Masazumi Tamura, Yoshinao Nakagawa, Keiichi Tomishige
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 55 Issue: 71 Pages: 10519-10522

    • DOI

      10.1039/c9cc04822g

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酸化セリウム担持イリジウム触媒とNOBINからなる触媒系を用いたアセトフェノンの不斉水素化2019

    • Author(s)
      林上奈央、田村正純、中川善直、冨重圭一
    • Organizer
      第115回有機合成シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Asymmetric hydrogenation of ketones by chiral ligand-modified CeO2supported noble metal catalysts2019

    • Author(s)
      林上 奈央・田村 正純・中川 喜直・冨重 圭一
    • Organizer
      2019年度化学系学協会東北大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 不飽和ケトンの選択的水素化用金属カチオン修飾Ir/MgO触媒の開発2019

    • Author(s)
      林上 奈央・田村 正純・中川 喜直・冨重 圭一
    • Organizer
      日本化学会 第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Selective hydrogenation of carbonyl compounds over heterogeneous catalysts2018

    • Author(s)
      Masazumi Tamura
    • Organizer
      17th National Youth Conference on Catalysis
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Selective Transformation of Methyl Glycosides to Useful Chemicals over Heterogeneous Catalysts2018

    • Author(s)
      Masazumi Tamura
    • Organizer
      The International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Direct synthesis of valuable chemicals from CO2 over heterogeneous CeO2 catalyst2018

    • Author(s)
      Masazumi Tamura
    • Organizer
      Second Japanese-Spanish Symposium in Organic Synthesis
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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