2019 Fiscal Year Annual Research Report
Self-Assembled Multilayer-Stabilized Metal Nanoparticle Catalyst for Functional Molecular Synthesis: in-situ Metal Nanoparticle and Nanospace Simultaneous Organization
Publicly Offered Research
| Project Area | Precise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions |
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| Project/Area Number |
18H04260
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
有澤 光弘 大阪大学, 薬学研究科, 教授 (40312962)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 金属ナノ粒子触媒 / 卑金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究成果の１つとしてFe(0)ナノ粒子触媒SAFe(0)の創製とそれを用いたリガンドフリーワンポット炭素－炭素/炭素－窒素結合形成反応の開発について記す。
種々検討した結果、Fe源としてFeCl3、強力な有機還元剤として1,4-bis(trimethylsilyl)-1,4-dihydropyrazine (PYR)を用いて硫酸修飾した金メッシュとともにp-キシレン溶媒中加熱攪拌することで所望のFe(0)ナノ粒子触媒SAFe(0)を得ることに成功した。このSAFe(0)をヨウ化アリールおよびアリールボロン酸の鈴木－宮浦カップリングに用いると、本反応がリガンドフリーで進行し、最高99%の収率で対応するカップリング体が得られた。SAFe(0)は10回以上繰り返し利用が可能であり、反応溶液中のFe漏洩量を0.8 μg（0.029 mmol%）まで減らすことにも成功した。続いて、SAFe(0)のさらなる触媒活性を精査すべく、2-アジドビフェニル誘導体の炭素－水素結合活性型アミノ化への利用について検討した。その結果、リガンドフリー条件下、最高98%の収率でカルバゾール誘導体が得られ、SAFe(0)は10回以上繰り返し利用が可能であった。そこで、SAFe(0)を用いるとこれら2反応がリガンドフリーで進行するという特性を活かしてワンポットで2種類の結合形成を達成可能であるか検討した結果、目的のカルバゾール誘導体が最高95%の収率で得られた。SAFe(0)の詳細な構造は、XANES解析およびXPS測定、SEM、TEM観察より明らかになっている。SAFe(0)表面には、5～10 nmのFe(0)ナノ粒子とp-キシレンとSO42-由来のポリマー(p-xylene)m・(SO4)nが自己組織的多層状にマトリックスを形成していると考えられる。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Iron(0) nanoparticle-catalyzed ligand-free C- C/C-N bond forming tandem reaction2019
Author(s)
Akiyama, T.; Honma, T.; Tsuruta, K.; Tamenori, Y.; Ueda, Y.; Tsurugi, H.; Murai, K.; Ohno, S.; Mashima, K.; Fujioka, H.; Sato, Y.; Arisawa, M.
Organizer
ACS National Meeting Spring 2019
Int'l Joint Research
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