2014 Fiscal Year Research-status Report
固体表面を利用した金属錯体と強配位性官能基の共存による新規触媒活性点構造の創出
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25630362
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
本倉 健 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (90444067)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | Rh錯体 / アミン / 固定化触媒 / シリカ / ホスフィン配位子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
同一固体表面に金属錯体もしくは金属カチオンと有機塩基をもつ触媒を調製し、種々の触媒反応を試みた。例えば、Rh錯体と3級アミンを固定化したシリカは、フェニルホウ酸の1,4-付加反応に高い活性を示し、目的生成物をほぼ定量的に得ることができた。XAFS, XPS, NMR等の種々の分光学的手法を駆使することで、固体表面の錯体構造だけでなく、触媒表面での基質分子の活性化機構を明らかにし、固体表面における”double activation catalysis”による反応の促進を提案した。
さらに、特殊な2座ホスフィン配位子をもつCu錯体が、アミン、二酸化炭素およびヒドロシランからのホルムアミド合成に高い活性を示すことが分かった。反応条件下でのNMR測定、速度論的解析、および同位体実験によって、反応系内でのCuホルメートの生成とヒドロシランによるホルメートからの酸素引き抜きを経由する反応経路が明らかになった。
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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
本研究では、固体表面で形成されたRh錯体と3級アミンの構造およびアリールホウ酸の1,4-付加反応における反応機構をほぼ完全に解明するに至っている。加えて、固体表面でのみ構築される特殊な触媒構造によって、これまでに報告されていないアルキルホウ酸の付加反応が可能であることも見出した。さらに、特殊な2座ホスフィン配位子をもつCuヒドリド錯体が種々のCO2変換反応に高活性を示すことを見出し、種々の解析手法を駆使することで、その活性種構造・反応機構を解明した。以上より、本研究は当初の計画以上に順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Rh錯体と3級アミンから発展し、さらに高い活性をもつ触媒として期待できるPd錯体やフォスフィン配位子等の固体表面への固定化を試み、固体表面でのみ可能となる活性点構造を構築することで、まったく新規な触媒反応の達成を試みる。加えて、均一系で高活性を示すCu錯体触媒において、配位子構造や金属種を変化させることで、さらなる高活性・高選択性を示す触媒を合成するとともに、これまでに得た固定化触媒調製の知見を活かして、不均一系触媒への展開を試みる。
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| Causes of Carryover |
触媒として使用する金属錯体および強配位性の官能基の合成段階において、官能基の酸化等の反応が進行し、当初予定していた構造と異なる触媒が得られた。これにより、触媒の構造解析および触媒反応による活性評価に予定以上の期間が必要となり、続いて計画していた構造の触媒調製を行わなかったため、未使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
触媒調製および触媒反応に必要となる試薬の購入、反応実験のためのガラス製反応器・その他実験器具、および成果報告のための学会参加に必要な旅費として使用する予定である。
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