2021 Fiscal Year Annual Research 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 | ゼオライト / パラジウム / 鈴木カップリング反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鈴木カップリング反応は機能性材料などに含まれる炭素-炭素結合を形成するうえで重要である．この反応に使用されるハロゲン化アリールでは、一般的にBrやI誘導体が高い活性を示すのに対し，Cl誘導体は反応性が低いが，基質の種類が多く安価であることからCl誘導体を基質とした反応に高い活性を示す触媒の開発が望まれる．これまでトルエンに溶解したトトリフェニルホスフィン（PPh3）を配位子としたパラジウム錯体（Pd(PPh3)2(OAc)2）を加熱してPdをベータ型ゼオライトに担持した触媒が，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活性を示すことを報告した．本年度はPPh3を他の配位子に変えることで，鈴木カップリング反応に高い活性を示す触媒の探索をおこなった．その結果、酢酸パラジウムおよびトリシクロヘキシルホスフィン（PCy3）をトルエンに溶解しベータ型ゼオライトを投入して調製した触媒が，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を見出した．PCy3を用いて調製した触媒のPd K-edge EXAFSにはPd-Oおよび小さなPd-Pd結合が現れたことから，ベータ型ゼオライト上でPdがよく分散していることが示唆された．この触媒のFT-IRを測定したところPCy3に帰属されるピークが現れたことから，PdとともにPCy3もベータ型ゼオライトに担持されたものと考えられる．さらに触媒調製時におけるPCy3とPdの両論比を変えて調製した触媒を用いて反応をおこなったところ、PCy3/Pd = 5の場合に最も高い活性を示した．反応後にろ過・洗浄・乾燥ののちに得られた触媒を用いて1 mol%の条件で再利用をおこなったところ，4回使用後でも92%の収率を示し、調製した触媒は高い再利用性を示した．
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