2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of innovative metal nanoparticle catalyst based on the interfacial cooperative effect
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17H03457
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
満留 敬人 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (00437360)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | グリーンケミストリ― / 触媒 / 金属ナノ粒子 / 合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は、これまでナノ粒子を金属酸化物とを複合化したハイブリッドナノ粒子触媒を基盤とした固体触媒の設計を行い、液相での環境調和性の高い触媒反応系の開発を一貫して行っている。
昨年度、本研究の課題であった、夢の反応“温和な条件でのアミドの還元反応”を白金とバナジウム酸化物を複合したハイブリッドナノ粒子触媒を開発知ることで、世界で初めて達成し、当初の計画以上の研究進展があった。温和な条件下でのアミドの還元反応は、2005年、アメリカ化学会のグリーンケミストリー会議 (Roundtable of the ACS Green Chemistry Institute) にて、次世代の環境調和型医薬製造プロセスの開発に向けた12の革新的な重要研究課題の１つに挙げられていた。水素によるアミドの還元は、反応後に無害な水のみを副生し最も環境調和性が高いことから、およそ100年前からその触媒開発が検討されてきた。しかし、アミドは最も難還元性のカルボン酸誘導体であり、その還元には非常に高い水素圧と高温を必要とし、理想とされる温和な条件 (水素圧：30気圧以下、反応温度：70oC以下) でアミドを還元できる触媒はこれまで開発されていなかった。
本年度は、昨年度開発した触媒を超える新しい触媒開発を検討したところ、ロジウムとモリブデンからなる合金ナノ粒子が、白金－バナジウム触媒の１８倍以上の高い活性を示し、世界で初めて、常温・常圧でアミドを還元することに成功した。また、種々の分光学的分析から、反応中にロジウムとモリブデンの合金が形成され、それぞれがアミドの水素化とアミドの活性化を担うことが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
昨年度、本研究の課題であった、夢の反応“温和な条件でのアミドの還元反応”を白金とバナジウム酸化物を複合したハイブリッドナノ粒子触媒を開発知ることで、世界で初めて達成し、当初の計画以上の研究進展があった。
本年度は、昨年度開発した触媒を超える新しい触媒開発を検討したところ、ロジウムとモリブデンからなる合金ナノ粒子が、白金－バナジウム触媒の１８倍以上の高井活性を示し、世界で初めて、常温・常圧でアミドを還元することに成功したため、研究は当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、申請時の課題をすでに達成し、当初の計画以上に進展している。
本年度は、昨年度まで用いていた貴金属ナノ粒子から非貴金属触媒に展開し、非貴金属触媒を用いて、高難度なアミドの還元反応を温和な条件で達成することを試みる。
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