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2011 Fiscal Year Annual Research Report

規整表面上に精密集積した金属錯体触媒の開発

Publicly Offered Research

Project AreaMolecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis
Project/Area Number 23105503
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

原 賢二  北海道大学, 触媒化学研究センター, 准教授 (10333593)

Keywords触媒調製 / 金 / イソシアニド / ロジウム / 水素化 / メソポーラスシリカ / 単分子層
Research Abstract

触媒調製の新しいアプローチとして、構造が規整された表面上に分子レベルで精密に金属錯体を集積することによって特異かつ有用な触媒反応場を構築する手法の開発を試みた。今年度は、金表面上における高密度なジイソシアニドーロジウム錯体単分子層の形成とその触媒機能、および、メソポーラスシリカ表面上における表面選択的有機修飾手法について主に検討を行った。
金表面を4,4-terphenylenediisocyanide(TPDI)および[Rh(CO)2Cl]2の溶液に段階的に浸漬することにより高密度なRh-ジイソシアニド単分子層を得た。触媒の構造解析および導入されたRhの定量は、XPS、IR-RAS、ICP-MSなどにより行った。このようにして得られた単分子層は、炭素-炭素不飽和結合の水素付加反応に高い触媒と回転数と繰り返し利用性を示した。特に、α,β-不飽和カルボニル化合物を基質とした際には、対応する均一系触媒条件よりも高い選択性で1,4-還元体を与えた
界面活性剤を細孔内部に有するas-synthesized MCM-41をトリメチルシリルトリフラート(Me3SiOSO2CF3)で処理することにより、外表面選択的なシリル化を達成した。従来多用される他のシリル化試薬を用いた場合には、選択性や修飾効率に点で問題があることが明らかとなった。本研究では、固体29Si NMRなどの各種分析種法を用いて有機修飾に関する詳細かつ定量的な構造解析を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

交付申請書記載の「研究の目的」に相当する研究の実施および成果の取得が行えたため。

Strategy for Future Research Activity

研究計画通りに、表面上に隣接する金属錯体間での協奏的な触媒機能を鍵とする触媒反応の開発、および、メソ細孔空間内部に精密に形成した金属錯体の集積体を鍵とする触媒反応の開発を実施する。

  • Research Products

    (25 results)

All 2012 2011

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (15 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Selective and Efficient Silylation of Mesoporous Silica : A Quantitative Assessment of Synthetic Strategies by Solid-State NMR2012

    • Author(s)
      Hara, K.; Akahane, S.; Wiench, J.W.; Burgin, B.R.; Ishito, N.; Lin, V.S.-Y., Fukuoka, A.; Pruski, M
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.C

      Volume: 116 Pages: 7083-7090

    • DOI

      10.1021/jp300580f

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intrinsic Catalytic Role of Mesoporous Silica in Preferential Oxidation of Carbon Monoxide in Excess Hydrogen2012

    • Author(s)
      Huang, S.; Hara, K.; Fukuoka, A.
    • Journal Title

      Chem.Eur.J.

      Volume: 18 Pages: 4738-4747

    • DOI

      10.1002/chem.201102256

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Palladium(II)-exchanged Hydroxyapatite-catalyzed Suzuki-Miyaura-type Cross-coupling Reactions with Potassium Aryltrifluoroborates2012

    • Author(s)
      Masuyama, Y.; Sugioka, Y.; Chonan, S.; Suzuki, N.; Fujita, M.; Hara, K.; Fukuoka, A.
    • Journal Title

      J.Mol.Cat.A : Chem.

      Volume: 352 Pages: 81-85

    • DOI

      10.1016/j.molcata.2011.10.017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Remarkable Effect of Ordered Mesoporous Carbon Support in Tantalum Oxide-catalyzed Selective Epoxidation of Cyclooctene2011

    • Author(s)
      Lin, M.-L.; Hara, K.; Okubo, Y.; Yanagi, M.; Nambu, H.; Fukuoka, A.
    • Journal Title

      Catal.Comm.

      Volume: 12 Pages: 1228-1230

    • DOI

      10.1016/j.catcom.2011.04.023

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydroxyapatite-supported Copper(II)-catalyzed Azide-alkyne [3+2] Cycloaddition with Neither Reducing Agents nor Bases in Water2011

    • Author(s)
      Masuyama, Y.; Yoshikawa, K.; Suzuki, N.: Hara, K.; Fukuoka, A.
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett.

      Volume: 52 Pages: 6916-6918

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2011.10.060

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrogenolysis of Sugar Beet Fiber by Supported Metal Catalyst2011

    • Author(s)
      Guha, S.K.; Kobayashi, H.; Hara, K.; Kikuchi, H.; Aritsuka, T.; Fukuoka, A.
    • Journal Title

      Catal.Comm.

      Volume: 12 Pages: 980-983

    • DOI

      10.1016/j.catcom.2011.02.017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Catalysis and Characterization of Carbon-Supported Ruthenium for Cellulose Hydrolysis2011

    • Author(s)
      Komanoya, T.; Kobayashi, H.; Hara, K.; Chun, W.-J.; Fukuoka, A.
    • Journal Title

      Appl.Catal.A : Gen.

      Volume: 407 Pages: 88-194

    • DOI

      10.1016/j.apcata.2011.08.039

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrodeoxygenation of Phenols as Lignin Models under Acid-Free Conditions with Carbon-Supported Platinum Catalysts2011

    • Author(s)
      Ohta, H.; Kobayashi, H.; Hara, K.; Fukuoka A.
    • Journal Title

      Chem.Commun.

      Volume: 47 Pages: 12209-12211

    • DOI

      10.1039/C1CC14859A

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conversion of Cellulose into Renewable Chemicals by Supported Metal Catalysis2011

    • Author(s)
      Kobayashi, H.; Komanoya, T.; Guha, S.K.; Hara, K.; Fukuoka, A.
    • Journal Title

      Appl.Catal.A : Gen.

      Volume: 409-410 Pages: 13-20

    • DOI

      10.1016/j.apcata.2011.10.014

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Complete Oxidation of Ethylene over Supported Pt Nanoparticles at Low Temperature2012

    • Author(s)
      Chuanxia Jiang, Kenji Hara, Atsushi Fukuoka
    • Organizer
      第109回触媒討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2012-03-28
  • [Presentation] ジイソシアニド金属錯体単分子層の形成と触媒への応用2012

    • Author(s)
      難波光太郎、原賢二、福岡淳
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2012年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2012-01-31
  • [Presentation] 二酸化炭素の化学変換を指向した固体触媒の開発2012

    • Author(s)
      石戸信広、原賢二、福岡淳
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2012年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2012-01-31
  • [Presentation] Preparation and Catalysis of Monolayer of Rh-diisocyanide on Gold Surface2012

    • Author(s)
      Kenji Hara, Sachin Jagtap, Yoshinori Kaji, Atsushi Fukuoka
    • Organizer
      CRC International Symposium on Green & Sustainable Catalysis : from Theoretical and Fundamental Aspects to Catalyst Design
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2012-01-26
  • [Presentation] Oxidation of Ethylene over Pt Nanoparticles Supported on Mesoporous Silica2012

    • Author(s)
      Chuanxia Jiang, Kenji Hara, Atsushi Fukuoka
    • Organizer
      CRC International Symposium on Green & Sustainable Catalysis : from Theoretical and Fundamental Aspects to Catalyst Design
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2012-01-26
  • [Presentation] 規整表面上における金属錯体の精密集積による反応場設計2012

    • Author(s)
      原賢二
    • Organizer
      触媒学会横浜地区講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(横浜市)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-24
  • [Presentation] 規整表面上に金属錯体を集積した触媒反応場の構築と応用2012

    • Author(s)
      原賢二
    • Organizer
      文部科学省科学研究費補助金「新学術領域研究」直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学(宇治市)
    • Year and Date
      2012-01-20
  • [Presentation] 規整表面上での触媒反応場の構築と応用2011

    • Author(s)
      原賢二
    • Organizer
      長崎大学第2期中期目標・中期計画重点研究課題「次世代エネルギー物質科学の基盤構築」平成23年度第1回講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎市)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-08
  • [Presentation] Densely Packed Monolayer of Rh-Diisocyanide on Gold Surface as Recyclable Catalyst for Hydrogenation of Enones2011

    • Author(s)
      Hara, K
    • Organizer
      International Symposium and the Third Iwasawa Conference on Catalysis and Surface Science for Efficient Utilization of Carbon Resources and Related Topics
    • Place of Presentation
      Xiamen University (China)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-04
  • [Presentation] Densely Packed Monolayer of Metal Complex on Gold Surface : Application in Selective Catalysis2011

    • Author(s)
      Hara, K
    • Organizer
      9th Asian Conference on Chemical Sensors
    • Place of Presentation
      Chientan Youth Activity Center (Taiwan)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-15
  • [Presentation] Densely Packed Monolayer of Rh-Diisocyanide on Gold Surface as Recyclable Catalyst for Hydrogenation of Alkynes and Enones2011

    • Author(s)
      Kenji Hara, Sachin Jagtap, Yoshinori Kaji, Atsushi Fukuoka
    • Organizer
      1st International Symposium on Molecular Activation
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(淡路市)
    • Year and Date
      2011-11-10
  • [Presentation] 規整表面上における金属錯体の精密集積による反応場設計2011

    • Author(s)
      原賢二
    • Organizer
      統合物質創製化学推進事業第2回統合物質シンポジウム「化学合成力と機能創出」
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2011-11-07
  • [Presentation] 金表面上におけるロジウム-ジイソシアニド錯体単分子層の形成と触媒機能2011

    • Author(s)
      原賢二, Sachin Jagtap, 梶義規, 福岡淳
    • Organizer
      統合物質創製化学推進事業第2回統合物質シンポジウム「化学合成力と機能創出」
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2011-11-06
  • [Presentation] Preparation and Catalysis of Densely Packed Monolayer of Rhodium-Diisocyanide Monolayer on Gold Suface2011

    • Author(s)
      Hara, K
    • Organizer
      The 14th Asian Chemical Congress 2011
    • Place of Presentation
      クイーンシリキットコンベンションセンター(Thailand)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-08
  • [Presentation] 金表面上に高密度に集積化した単分子層を利用する触媒反応2011

    • Author(s)
      原賢二
    • Organizer
      ワークショップ「ナノ粒子触媒の構造制御と表面化学」
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2011-06-28
  • [Book] 触媒調製ハンドブック、岩本正和監修「Pt/メソポーラスシリカ」2011

    • Author(s)
      原賢二、福岡淳
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス出版

URL: 

Published: 2013-06-26  

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