2015 Fiscal Year Annual Research Report
高性能脱水素化触媒の開発と低環境負荷型有機合成反応における活用
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26288047
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤田 健一 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (80293843)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | イリジウム触媒 / 脱水素化反応 / 機能性配位子 / 低環境負荷型有機合成 / 水素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、研究代表者がこれまでに進めてきた、中心金属と機能性配位子との協働作用に基づいた脱水素化触媒の開発とその活用に関する研究について、格段に発展させることを目的として遂行している。
本年度は最初に、2-キノリノン系機能性配位子を有する新規イリジウム錯体の合成に成功し、その構造を明らかにするとともに、同錯体が水溶媒中での第二級アルコールの脱水素的酸化によりケトンを与える反応において高い触媒活性を示すことを見出した。
次に、脱水素化触媒反応の合成化学的応用の観点から研究を展開した。その結果、6,6'-ジヒドロキシ-2,2'-ビピリジン系機能性配位子を有する水溶性イリジウム錯体触媒を用い、第一級アルコールと水の混合物の脱水素化反応によって、酸化剤を一切用いずにカルボン酸を得ることができる新しい触媒系の開発に成功した。
さらに、アミン類の脱水素化反応についても調査したところ、6,6'-ジオナート-2,2'-ビピリジン系機能性配位子を有するイリジウム錯体触媒を用いることによって、ピペラジンをはじめとする環式アミンの脱水素化が良好に進行することを見出し、3当量の水素の発生をともなってピラジン等の含窒素芳香族化合物を選択的に与える新しい触媒系を開発した。
また、脱水素化反応による水素製造の観点からも研究を進めた。その結果、機能性配位子を有するアニオン性イリジウム錯体触媒を用い、メタノール水溶液の脱水素化によって効率的に水素を製造する触媒系の構築に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度の研究実施計画は、（1）機能性配位子のチューニングによる触媒の高性能化、（2）アミンの脱水素的変換を基軸とする有機合成反応の開発、（3）アルコールの脱水素化を鍵過程とするカルボン酸合成、そして（4）脱水素化反応による水素製造、であった。これら（1）～（4）のいずれについても、計画どおり順調に進展し、年度当初に掲げた目標を達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度も当初の研究実施計画にしたがって遂行していくが、特に触媒の回収再利用法の確立に重点をおいて研究を進める予定である。また、アルコールならびにアミンの脱水素的変換を基盤として、さらに有用な低環境負荷型有機合成反応の開発へと研究を展開したい。これらに加え、これまでに開発してきた触媒を凌駕する性能を備えた新規錯体触媒の開発にも注力する。
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| Causes of Carryover |
平成27年度は、ほぼ当初の予算執行計画どおりに進め、次年度使用額は極めて少額（31円）である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記により生じた次年度使用額は、物品費に充てる予定である。また、平成28年度に交付を受ける経費については、当初の計画どおりに執行する予定である。
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