2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of core-shell nanocatalysts for the innovative molecular transformations based on their properties
| Project/Area Number |
20H02523
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
満留 敬人 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (00437360)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 水素化反応 / 合金 / ナノ粒子 / グリーンケミストリ― |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
1.スルホキシドの脱酸素反応に高活性を示すリン化ルテニウム触媒の開発(1)
ルテニウムとリンとを合金化した直径約３ナノメートルのナノ粒子触媒（Ru－P/SiO2）は、スルホキシドからスルフィドへの脱酸素反応において、リン化していないルテニウムナノ粒子に比べ10倍の活性を示し、その触媒回転数は世界最高値を示した。分光学的手法による触媒の構造解析や理論計算から、Ru－P/SiO2では、硫黄が強く吸着するサイトの数がルテニウムに比べて８分の１と少ないため、触媒表面への硫黄化合物の吸着が起きにくく、高い耐久性が発現していることを明らかにした。触媒被毒の影響を抑えた高効率かつ長寿命な次世代型触媒プロセス構築の基礎技術になると期待できる。
2.エステルからエーテルへの直接水素化脱酸素反応を可能とする担持Pt-Mo触媒の開発(2)
白金ナノ粒子とモリブデン酸化物種を酸化ジルコニウム上に担持した触媒が、温和な条件下でエステルからエーテルへの水素化脱酸素反応を高選択的に促進することを見出した。種々のキャラクタリゼーションから、白金ナノ粒子と酸素欠陥を有するモリブデン酸化物種が、それぞれH2とエステルのカルボニル基を活性化する協奏的触媒作用により反応が促進することがわかった。本成果は、エステルを一段階で非対称エーテルへと変換する基礎技術になると期待できる。
1) H. Ishikawa, S. Yamaguchi, A. Nakata, K. Nakajima, S. Yamazoe, J. Yamasaki, T. Mizugaki, T. Mitsudome, JACS Au, 2022, 2, 419-427.2) K. Sakoda, S. Yamaguchi, T. Mitsudome, T. Mizugaki, JACS Au, 2022, 2, 665-672.
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究の達成目標の一つであったエステルからエーテルへの選択的還元に有効な固体触媒の開発に成功し、その成果を論文にまとめた。また、もう一つの目標であるアミドからアミンへの高難度還元反応では、一級アミドを一級アミンへと選択的に変換する合金触媒を見出した。本触媒は一級アミドを選択的にアミンへと変換する世界で初めての非貴金属触媒である。最終年度は見出した触媒の汎用性及び触媒活性発現因子の解明を行っていく。
|
| Strategy for Future Research Activity |
昨年度、達成目標の一つであった一級アミドを一級アミンへと高選択的に変換する非貴金属合金触媒の開発に成功した。本年度は、見出した触媒の最適化、及びその汎用性の評価を行っていく。また、本触媒の活性発現因子の解明を行っていく。
|
