2015 Fiscal Year Annual Research Report
合成触媒としての低原子価ニオブの超高度利用に基づく革新的分子変換技術
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25410122
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
大洞 康嗣 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (50312418)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 触媒・化学プロセス / ニオブ触媒 / 前周期金属触媒 / フィードストック / 効率的合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属触媒を用いた物質生産プロセス開発は、グリーンケミストリーの推進にとって不可欠な技術である。しかし、既存の触媒合成プロセスは、稀少貴金属資源の利用に大きく依存している。そのため高活性汎用金属への代替化・低減化のための技術開発は金属資源の高効率利用の観点から挑戦すべき課題である。その解決の鍵として、反応性に富む前周期金属化合物の開発があり、入手容易な出発原料(フィードストック)からの一段合成による高付加価値物質を効率的に製造する高活性触媒の開発が挙げられる。本研究では、新規高活性低原子価ニオブ化合物の合成法の開発およびそれらを触媒に用いた革新的な環境調和型分子変換反応を開発することを目的とする。
本目的を解決するために、本研究では、ペンタアルコキシニオブとグリニャール試薬または亜鉛を反応させることにより効率的に低原子価ニオブが得られることを見出した。得られた低原子価ニオブアルコキシ化合物を触媒として用いることにより、イソシアナートの三量化反応が進行することを見出した。また、五塩化ニオブにヒドロシランを還元剤として加えることによって、高活性な新規低原子価ニオブ化合物が生成することを見出し、tert-ブチルアセチレンと末端アルケンとの反応によって1,4,5-三置換-1,3-シキロヘキサジエンが高位置選択的に得られることを見出した。また、本反応条件においては、アルキンの環化三量化反応を抑制することにも成功した。
さらに、アルキンとアルケンとの反応による1,3-シクロヘキサジエン誘導体合成においては、アルケンを過剰量加えることにより、低原子価ニオブを用いることなく、入手容易な五塩化ニオブが触媒前駆体として高い機能を有することを見出した。また、アルキンとニトリルとの反応によるピリミジン合成おいてニオブ錯体が触媒として機能するという知見を得た。
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