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超効率分子変換を目指した無機・有機ハイブリッド型化合物の精密触媒設計

研究課題

研究課題/領域番号 11750676
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 触媒・化学プロセス
研究機関大阪大学

研究代表者

海老谷 幸喜  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 講師 (50242269)

研究分担者 金田 清臣  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (90029554)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1999年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードハイブリッド型触媒 / 分子状酸素 / 酸化反応 / 炭素-炭素結合形成反応 / 炭酸ガス固定化反応 / ゼオライト / ヒドロキシアパタイト / グリーンケミストリー / 選択的酸化反応 / CO_2固定化 / ハイドロタルサイト / 金属クラスター
研究概要

本研究では、無機・有機ハイブリッド型触媒を調製し、分子状酸素および炭酸ガスといった不活性小分子の超効率分子変換を行った。以下に本研究で得られた成果を述べる。
1、酸化反応
生体硬組織の主成分であるヒドロキシアパタイトのカチオン交換能に基いて精密触媒設計を行った。EXAFSの分析から、ルテニウムカチオンを容易に表面単核種として固定化することができることを明らかにした。本触媒は、アルコール類やアミン類の酸素酸化反応に優れた活性・選択性を示すことを見出し、単核構造に基く反応機構を提案した。
次に、ゼオライトの細孔に銅イオンをイオン交換法にて導入し、これを含塩素化合物で処理し、ゼオライト固定化塩化銅錯体を調製した。銅カチオン種はお互いに孤立しており、分子状酸素を用いた種々のエナミン類の酸素化反応に特異な触媒作用を示した。
2、炭素-炭素結合形成反応
層状粘土鉱物モンモリロナイトの層間へ、種々の多価金属カチオンを導入でき、この時金属カチオンを選択すると、酸性を制御できることを見出した。特に、チタンカチオンを層間に固定化すると、芳香族化合物のアルキル化反応が効率よく進行することを見出した。
3、炭酸ガス固定化反応
塩基性層状粘土鉱物ハイドロタルサイトを焼成し、酸塩基両機能を持つ固体触媒を調製した。この触媒では、炭酸ガスのエポキシド分子への付加反応を、温和な条件で効率よく進行させることができた。表面のアルミニウム、マグネシウムの原子配列をEXAFSを用いて決定し、本反応において、隣接する酸点と塩基点が、それぞれ炭酸ガス、エポキシドの活性化に重要であることを提案した。

報告書

(2件)
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Kazuya Yamaguchi: "Catalysis of a hydroxyapatite-bound Ru complex : efficient heterogeneous oxidation of primary amines to nitriles in the presence of molecular oxygen"Chemical Communications. 461-462 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuya Yamaguchi: "Creation of a Monomeric Ru Species on the Surface of Hydroxyapatite as an Efficient Heterogeneous Catalyst for Aerobic Alcohol Oxidation"Journal of the American Chemical Society. 122. 7144-7145 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuya Yamaguchi: "Epoxidation of α,β-Unsaturated Ketones Using Hydrogen Peroxide in the Presence of Basic Hydrotalcite"The Journal of Organic Chemistry. 65. 6897-6903 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kitoyomi Kaneda: "Catalyst Design of Hydrotalcite Compounds for Efficient Oxidations"Catalysis Surveys from Japan. 4. 31-38 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kohki Ebitani: "Preparation of a zeolite X-encapsulated copper (II) chloride complex and its catalysis for liquid-phase oxygenation of enamines in the presence of molecular oxygen"Chemical Communications. 869-870 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kiyotomi Kaneda: "Design of High Performance Hydrotalcite Catalysts in Efficient Monooxygenation Type Reactions Using Hydrogen Peroxide"Recent Research Developments in Organic Chemistry. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 金田清臣: "グリーンケミストリーと触媒"化学 (化学同人). 54. 20-23 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamaguchi: "Mg-Al Mixed Oxides as Highly Active Acid-Base Catalysts for Cycloaddition of Carbon Dioxide to Epoxides"Journal of American Chemical Society. 121. 4526-4527 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamaguchi: "Basic Hydrotalcite Catalysts for Heterogeneous Epoxidation of Olefins Using Hydrogen Peroxide and Amide Compounds"Journal of Organic Chemistry. 64. 2966-2968 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamaguchi: "Heterogeneous N-oxidation of pyridines using a combined oxidant of hydrogen peroxide and nitriles catalysed by basic hydrotalcites"New Journal of Chemistry. 23. 799-802 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ebitani: "Immobilization of Ligand-Preserved Giant Palladium Cluster on Metal Oxide Surface and Its Nobel Heterogeneous Catalysis for Oxidation of Allylic Alcohols in the Presence of Molecular Oxygen"Langmuir. 15. 3557-3562 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mizugaki: "Catalysis of Dendrimer-Bound Pd(II) Complex -Selective Hydrogenation of Dienes to Monoenes-"Journal of Molecular Catalysis A: General. 145. 329-333 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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