Formation of zeolite-immobilized complex catalysts utilizing the flexibility of molecules for carbon-carbon bond formation reaction

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05156
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
• Research Institution: Kogakuin University
• Principal Investigator: Okumura Kazu 工学院大学, 先進工学部, 教授 (30294341)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ゼオライト / パラジウム / カップリング反応 / 錯体

Outline of Final Research Achievements

Bidentate phosphine was physically mixed with zeolite, followed by thermal treatment. This obtained sample was immersed in an acetonitrile solution of PdCl2 and heated and stirred to prepare a zeolite-supported Pd complex. The obtained catalyst was subjected to the Tsuji-Trost reaction. It was found that the activity changes depending on the carbon chain length and the loaded amount of the bidentate phosphines.
A toluene solution of Pd(PPh3)2(OAc)2 in the presence of β zeolite resulted in the formation of Pd clusters immobilized on the external surface of βzeolite. The obtained sample exhibited activity in Suzuki coupling using a chlorobenzene derivative as the reactant.

Free Research Field

触媒化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

鈴木反応は有機ハロゲン化物と有機ホウ素化合物とのクロスカップリングを行う反応であり，炭素－炭素結合を形成する有力な手法である．基質として用いるハロゲン化アリールは一般的にBrやI誘導体が多く用いられるが，より安価で種類が豊富なCl誘導体は反応性が低いという問題点がある．今回の研究ではゼオライトの外表面に配位子で保護されたPdナノ粒子がCl誘導体を基質とした鈴木反応に高活性を示すことを見出した．また柔軟な構造を有する二座配位ホスフィンをゼオライトの細孔に導入でき、さらにこれを配位子としたかさ高いPd錯体が形成することが分かった．細孔との相互作用により錯体触媒の活性を制御できる可能性が示された．