2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Function Integrated Heterogeneous Catalysts for Dehydrogenation-Based New Reactions
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19H02509
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山口 和也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50334313)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 機能集積型固体触媒設計 / 脱水素 / 新反応開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本提案では、機能集積型固体触媒を設計し、脱水素等を基盤とした高効率反応、新反応の開発を目指して研究をおこなってきた。当該年度は、（１）飽和ケトンの選択的α,β-脱水素反応の開発ならびに反応機構解明、（２）シクロヘキサノンとヒドラジンからの第1級アニリンの選択合成系の開発、（３）アルデヒドの脱カルボニル反応の開発に成功した。これらの反応は独自に開発した機能集積型固体触媒を用いることによって初めて実現できた。
（１）に関して、析出沈殿法によりPdおよびAuを水酸化物としてCeO2に担持、続くPdの選択酸化によって調製したPd/Au/CeO2触媒が種々の飽和ケトンの選択的α,β-脱水素反応に高活性を示すことを見出した。種々のキャラクタリゼーションにより、Pd(II)-(μ-O)-Au(0)構造が生成していることが示唆された。量子計算によって、μ-Oの酸素原子由来のBronsted塩基、Pd(II)由来のLewis酸の協奏機能により基質のC-H結合を効率的に活性化していることを明らかにした。
（２）に関して、担持Pdナノ粒子触媒が、ヒドラジンを窒素源、シクロヘキサノンの脱水素芳香環形成反応による第1級アニリンの選択合成に対する優れた固体触媒となることを見出した。アンモニアを用いた系では、第1級アニリンへの選択性が低い、もしくは水素アクセプターが必要等の問題があったが、ヒドラジンを用いた本系では、このような問題は起こらなかった。
（３）に関して、析出沈殿法によりNiを水酸化物としてCeO2に担持、続く適切な還元処理により調製したNi/CeO2が、種々のアルデヒドの脱カルボニル反応に対する優れた固体触媒となることを見出した。
また、当初計画にはなかったが、（４）エチレングリコールとアルコールからのシュウ酸ジエステル選択合成系の開発にも成功した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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