2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Highly Active and Reusable Polymer Metal Catalysts with High Stability
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21H01979
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
山田 陽一 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (50317723)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 高分子パラジウム触媒 / 高分子ニッケル触媒 / 鈴木―宮浦カップリング / 水中反応 / 不溶性触媒 / 固定化触媒 / 再利用性触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高活性でかつ高い再利用性・耐久性を兼備し、金属の漏れ出しが無い固定化触媒の開発は、医薬品合成・機能性材料合成といったファインケミカル合成を志向したグリーンケミストリーの推進に重要である。
高活性かつ高い再利用性の高分子金属触媒として新しいぶんしもつれ型高分子パラジウム触媒を開発した。すなわち、t-Bu-スチレンとビニルピリジンの共重合体とパラジウム塩より新規不溶性高分子パラジウム触媒を開発した。この触媒は当チームで開発してきた高分子パラジウム触媒よりも化学的・物理的に安定であることが確認された。
この触媒は有機溶媒混合水溶液、水溶液中いずれにも機能することが判り、ハロゲン化アリールとアリールボロン酸との鈴木―宮浦カップリング反応がいずれの溶媒系でも効率的に進行し、対応するビアリール化合物が高い収率で得られた。
この触媒反応系により、医薬品、液晶、有機ＥＬ材料が効率的に合成することができた。すなわち研究提案通り、各種
医薬品、医薬品中間体、生理活性物質等の合成を行い、グリーン触媒反応プロセスを構築が可能になりつつあることが判った。
さらに不安定な錯体形成能を克服した、ニッケル、コバルト、銅、鉄などの第4周期遷移金属触媒の固定化触媒を開発すべく、上記高分子配位子類とニッケルより高分子ニッケル触媒の調製を検討した。その結果、いくつかの高分子配位子系により耐久性が向上した高分子ニッケル触媒が開発された。この触媒を用いると、反応性の低い塩化アリールを基質とした鈴木―宮浦型カップリング反応が効率的に進行することが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
耐久性の高い高分子パラジウム触媒が開発されるとともに、ニッケル、コバルト触媒も開発され、現在さらに耐久性の高い触媒の開発検討に進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在検討しているさらに耐久性の向上したニッケル触媒を開発し、再利用性の高い触媒系を提示する。さらなる高活性化を目指し、提案以上の触媒系の構築を推進する。
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