2014 Fiscal Year Annual Research Report
固体表面でのＰｄ錯体と塩基の協同作用による位置選択的な芳香環上のＣ－Ｈ結合活性化
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14J12038
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
野田 寛人 東京工業大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Keywords | 協同触媒作用 / 不均一系触媒 / 金属錯体 / 有機塩基 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属錯体と有機塩基を同一表面に固定化した触媒を調製した。調製した触媒の構造を、固体 13C NMR 測定、XAFS 測定、および元素分析を行なうことで明らかにした。これにより、触媒表面の金属錯体の構造を決定し、協同的な触媒作用の発現を立証するために極めて重要な情報を得ることができた。
調製した触媒をシクロヘキセノンとフェニルホウ酸を基質とした 1,4- 付加反応に用いた。結果、金属錯体と有機塩基を固定化した触媒は、金属錯体のみを固定化した触媒と比較して触媒活性が向上した。固体 11B MQ MAS NMR 測定によって、固体表面に共存した金属錯体と有機塩基による反応の促進機構は、2 つの触媒活性点が 1 つの基質を同時に活性化する “Double Activation Catalysis” であることを明らかにした。
本研究で調製した触媒によってアルキルホウ酸を基質として 1,4-付加反応を行ったところ、対応する生成物が得られた。アルキルホウ酸を用いた1,4-付加反応の進行は本研究での報告が初めての例である。
また、金属錯体と有機塩基の固定化量を変化させた触媒を調製し 1,4-付加反応を行った。その結果、金属錯体と有機塩基の固定化量を増加させると、金属錯体当たりの触媒活性が向上した。この結果は、固体表面に固定化した金属錯体と有機塩基が均一に存在していると仮定すると、触媒活性は両者の距離に依存していることを示している。
以上の結果は、原著論文として Catalysis Science and Technology 誌に受理・掲載された。加えて、日本化学会 第95春季年会にて得られた成果を発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、同一表面に金属錯体と有機塩基を固定化した触媒を用いて、固定化した化合物の距離による反応の制御を目指している。
現在までに、金属錯体と有機塩基を固定化した触媒を調製し、(1) 両者が協同的に作用すること、(2) 固定化した化合物間の距離が触媒活性に大きく影響することを明らかにした。
本研究の目的である「固定化した化合物間の距離の制御による協同触媒作用の発現と位置選択的な基質分子の活性化」を行なう上で、固定化した化合物が協同的に作用し、かつ両者の距離が触媒活性に大きく影響することを明らかにしたことは目的を達成するにあたり大きな進展である。
以上のことから、研究は概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに得られた結果から、固定化した金属錯体と有機塩基の距離が触媒活性に大きく影響することが明らかになった。
今後は、本研究の目的である「固定化した化合物間の距離の制御による協同触媒作用の発現と位置選択的な基質分子の活性化」を目指し、金属錯体と有機塩基を様々な距離に固定化した触媒を調製することで位置選択的な芳香環上の C-H 結合の活性化を行なう。
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