2023 Fiscal Year Annual Research Report
MOF-Catalyzed Transformation of Molecules by Remote Directing Groups
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21K05072
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
澤野 卓大 島根大学, 学術研究院機能強化推進学系, 准教授 (80846303)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | Metal-Organic Frameworks / 不均一系触媒 / バイノール / 単座ホスフィン / UiO MOF |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題である「MOF触媒による遠隔配向基を用いた分子変換反応」を実現するためには、バイノールまたは単座ホスフィンなどの遷移金属錯体に結合するための適切なユニットをもつMetal-Organic Frameworks (MOFと省略する)の合成を達成することが必要である。とりわけ、本研究課題を達成するためには様々な条件で安定なMOFの作成が必要となる。これまでの研究で、光学活性なバイノールまたは単座ホスフィンを含む有機リンカーとジルコニウムのクラスターから安定なMOF（MP-UiO MOF）の作成を達成し、いくつかの反応に対して優れた触媒活性を示すことを見つけた。最終年度はまず、適用できる基質の検討を行なった。反応はMOF内部の穴の中で進行するため、基質の大きさが反応性に与える影響についても調査した。加えて、ガス吸着量測定などのいくつかのMOFの評価に必要な測定についても行なった。
また最終年度では、より安定でかつ異なる空間をもつMOFの作成を目指して様々な検討を行なったところ、銅塩を利用することで新たな単座ホスフィンを含むMOF（P1-Cu-MOF）の合成に成功した。作成したMOFは非常に安定であり、MP-UiO MOFの場合には溶媒を取り除くと結晶性が失われたのに対し、P1-Cu-MOFは溶媒を取り除いても結晶性が失われなかった。加えて、水素化反応や環化反応に対して優れた触媒活性を示した。
研究期間全体を通して、光学活性なバイノールや単座ホスフィンなどの汎用性の高い配位子を含む安定なMOFの開発を行うことができた。合成したMOFは安定なだけではなく、高い触媒活性を示したことから今後様々な触媒反応に適用できると考えられる。加えて、予備的ではあるがMOFを用いることで均一系触媒と異なる選択性が得られた。
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