Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
例えばC-H結合に代表される不活性結合を直接活性化して目的の化合物を合成する手法は、余分な修飾反応を経ないため副生成物が無く、環境にやさしい合成法として注目されている。不活性な結合を活性化するための活性種として、本研究では固定化触媒に注目する。担体表面に固定された活性種と、担体が元々有している表面の特性を同時に触媒反応へと作用させ、不活性結合を強力に活性化し目的の反応を進行させる。
本研究課題では、担体表面と固定化された触媒活性種との協働作用に基づき、高難度な分子変換反応を進行させる固定化触媒の開発を試みた。シリカ表面にRh錯体と第四級ヨウ化アンモニウム塩を固定した触媒を用いると、末端オレフィンのヒドロシリル化反応と、それに続く二酸化炭素とエポキシドの環化付加反応が連続で進行し、対応するシリルカーボネートが高い収率で得られた。ヨウ化アンモニウム塩を持たずにRh種のみ固定した触媒を用いたときの反応速度は極めて遅かった。X線吸収微細構造（XAFS）測定を始めとする各種分光学的手法によって触媒構造を解析したところ、Rh1原子あたりにヨウ化物イオンが3つ配位した構造をとっていることが明らかになった。この錯体のRh-I結合距離は通常のヨウ化ロジウム(RhI3)と比べて長く、ヨウ素は弱く配位しており、反応中にヒドロシリル化に活性なRh種が形成されている可能性が高い。このような単殻Rh種は固体表面での特殊な反応によって形成されていると考えられ、配位不飽和な活性Rh種の環境によって、ヒドロシランのSi-H結合切断が加速されていると思われる。さらに、二酸化炭素の反応においては、ヨウ化アンモニウム塩のみを用いるとこの反応は極めて遅く、シリカ表面のシラノール基(Si-OH)とヨウ化アンモニウム塩の協働作用によって触媒反応が加速されていると考えられる。この研究成果に加えて、固定化金属錯体の反応加速効果に関する総説を発表した。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020
All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Invited: 4 results)
Chemistry - A European Journal
Volume: in press Issue: 5
10.1002/chem.202104001
ACS Catalysis
Volume: 11 Issue: 19 Pages: 11985-12018
10.1021/acscatal.1c03426
ChemCatChem
Volume: 13 Issue: 12 Pages: 2915-2921
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Synthesis
Volume: 53 Issue: 18 Pages: 3227-3234
10.1055/a-1478-6118
JACS Au
Volume: 1 Issue: 2 Pages: 124-129
10.1021/jacsau.0c00070
Volume: 10 Issue: 24 Pages: 14552-14559
10.1021/acscatal.0c03734
