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金をベースとした多種合金ナノクラスター触媒の設計と不活性結合の低温での活性化

研究課題

研究課題/領域番号 13F03333
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 有機化学
研究機関大阪大学

研究代表者

櫻井 英博  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00262147)

研究分担者 DHITAL RAGHU NATH  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
DHITAL Raghu Nath  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-26 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
キーワード合金クラスター / パラジウム / 白金 / 炭素ーフッ素結合 / 金 / ヨード化合物
研究実績の概要

これまでにAu/Pd合金系を用いることにより、不活性結合である炭素ー塩素結合の低温での活性化に成功し、その主な要因が、合金表面上の金とパラジウムの接合面における協同的な酸化的付加過程にあることを明らかにしてきた。また同様の考え方に基づき、さらに不活性な結合である炭素ーフッ素結合の活性化がPd/Pt合金系で実現することを見出し、イソプロピルアルコールを溶媒及び還元剤として用いることで、室温での触媒的脱フッ素化反応を実現した。
最終年度の研究では、主としてこの反応機構の解明について詳細な検討を行った。既に本系が通常の水素化脱ハロゲン化反応とは異なり、アルコール水素が水素源となる、いわゆるプロトン化脱ハロゲン化反応であることを実験的に明らかにしていたが、さらなる検討により、イソプロピルアルコールと芳香族フッ化物が金属表面上に共吸着した時にだけ反応が進行することを明らかにした。すなわちどちらの基質が欠けても反応は進行せず、この両者が共に表面に吸着すると、アルコールのOH部分の酸化的付加がパラジウム上で起こり、その近傍の白金上で炭素ーフッ素結合の活性化が進行し、その時の活性化エネルギーが、単独の酸化的付加と比較すると10kcal/mol以上も活性化エネルギーが低下し、室温付近で十分に反応が進行するレベルとなることを初めて明らかにすることができた。
以上のように、この非常にユニークな炭素ーフッ素結合の活性化のメカニズムのほぼ全容を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Oxidative Coupling of Organoboron Compounds2014

    • 著者名/発表者名
      R. N. Dhital, H. Sakurai
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 3 号: 6 ページ: 668-684

    • DOI

      10.1002/ajoc.201300283

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aryl Iodides as Strong Inhibitor for Gold and Gold-Based Bimetallic quasi-Homogeneous Catalysis2013

    • 著者名/発表者名
      R. N. Dhital, C. Kamonsatikul, E. Somsook, Y. Sato, H. Sakurai
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 49 号: 25 ページ: 2542-2544

    • DOI

      10.1039/c3cc39019e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bimetallic Gold/Palladium Alloy Nanoclusters: An Effective Catalyst for Ullmann Coupling of Chloropyridines under Ambient Conditions2013

    • 著者名/発表者名
      R. N. Dhital, C. Kamonsatikul, E. Somsook, H. Sakurai,
    • 雑誌名

      Catal. Sci. Tech.

      巻: 3 号: 11 ページ: 3030-3035

    • DOI

      10.1039/c3cy00303e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Gold-based Bimetallic Nanoclusters for Low Temperature C-X Bond Activation2015

    • 著者名/発表者名
      R. N. Dhital
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学習志野キャンパス
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 櫻井研究室HP

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~sakurai-lab/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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