2020 Fiscal Year Research-status Report
炭素-炭素結合生成のための分子の柔軟性を利用したゼオライト固定化錯体触媒の創生
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19K05156
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
奥村 和 工学院大学, 先進工学部, 教授 (30294341)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | パラジウム / ゼオライト / 配位子 / 錯体 / 鈴木カップリング反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度はさまざまなパラジウム錯体をトルエン中で加熱することで、トリフェニルホスフィンなどの配位子に保護されたパラジウムナノ粒子が生成することを見出した。また、ゼオライトとの共存下で同様にトルエン中でパラジウム錯体を加熱すると、0価のパラジウムナノ粒子がゼオライトに担持すること、およびこのパラジウムナノ粒子がクロロベンゼン誘導体を基質とした鈴木カップリング反応に高い活性を示すこと、パラジウムの担持量が低い触媒ほど高い活性を示すことを明らかにした。TEM,TG-DTA,FT-IR,XAFS,窒素吸着によるキャラクタリゼーションの結果、このパラジウムナノ粒子はゼオライトの外表面付近に存在し、配位子が外表面付近の細孔に存在していることもわかった。しかし、なぜゼオライトがパラジウムの担体として特異的に効果があるのかという重要な点は不明であり、今後検討することにした。一方、二座配位ホスフィンとゼオライトを混合・加熱すると、特にY型ゼオライトにおいてその細孔内に二座配位ホスフィンが自発的に入り、さらに塩化パラジウム溶液中で加熱するとY型ゼオライトのスーパーケージ内でパラジウム錯体が形成すること、およびこのパラジウム錯体が辻・トロスト反応に活性を示すことを見出した。Pd K-edge XAFSによって解析をおこなった結果、特定の二座配位ホスフィンを使用した場合にPd錯体の微細構造が、担持していないものと比べ、ゼオライト内で変化していることが示唆された。
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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
2020年度では反応性の低いクロロベンゼン誘導体を基質とした鈴木カップリングに非常に高い活性を示すパラジウム前駆体-錯体-ゼオライトの種類の組み合わせを見出した。この成果は当初の期待を超えるものであり、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度ではクロロベンゼン誘導体を基質とした鈴木カップリングに非常に高い活性を示すパラジウム前駆体-錯体-ゼオライトの種類の組み合わせを見出したことから、2021年度はこの組み合わせでの組成を最適化し、さらに高い活性を示す触媒の開発をおこなう。さらに、さまざまな分析法を駆使することで、ゼオライトの特異的な役割を明らかにする予定である。二座配位ホスフィンを担持したゼオライトを有する触媒については、ゼオライトとの相互作用によるホスフィン配位子の微細構造を制御することにより、活性種の触媒活性が向上できないか、検討をおこなう予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により実験が実施できる時間が制限されたため。2021年度では主に試薬・溶媒等の購入に充てる予定である。
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