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巨大オキソクラスターの特長を利用した微空間反応場の創成

研究課題

研究課題/領域番号 14078207
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

水野 哲孝  東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (50181904)

研究分担者 引地 史郎  神奈川大学, 工学部, 教授 (10282857)
内田 さやか  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10361510)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
23,200千円 (直接経費: 23,200千円)
2005年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2004年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2003年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2002年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワードポリオキソメタレート / タングステン / チタン / 過酸化水素 / オレフィンエポキシ化 / タングステンペロキソ二量体 / 固定化触媒 / バナジウム / 酸化反応 / ラクトン / オレフィン / エポキシ化 / 機能性固体 / イオン性結晶 / 形状選択性 / オキソクラスター / 微空間 / 制御
研究概要

二核タングステンペルオキソ錯体K_2[{W(=O)(O_2)_2(H_2O)}_2(μ-O)]・2H_2O(W2)が、過酸化水素を酸化剤とする水中での種々のアリル型アルコールのエポキシ化反応に対し高い触媒活性を示すことを見出した。また、二核タングステンペルオキソ錯体はイオン性修飾シリカに担持することが可能であった。
欠損型ポリオキソメタレート[γ-SiW_<110>O_<34>(H_2O)_2]^<4->が、過酸化水素を酸化剤としたオレフィン類のエポキシ化反応に対して、【greater than or equal】99%のエポキシド選択率・過酸化水素有効利用率、高い立体特異性を示し、再利用可能な触媒であった。
二原子欠損型タングストケイ酸アニオン[γ-SiW_<10>O_<36>]^<8->の部分プロトン化体である[γ-SiW_<10>O_<34>(H_2O)_2]^<4->の有機溶媒中における二量体化により、20個のタングステンから構成される2種類の新規ポリオキソメタレートが生成することを見出し、それらの分子構造を決定した。この二量体化に際してプロトンを共存させた場合には末端アクア配位子を含みS字型の分子構造を有するクラスター[{γ-SiW_<10>O_<32>(H_2O)_2}_2(μ-O)_2]^<4->が生成するのに対し、プロトンが存在しなかった場合には閉環型分子構造を有するクラスター[(γ-SiW_<10>O_<32>)_2(μ-O)_4]^<8->が生成することが明らかとなった。さらに新規ポリオキソメタレートおよび[γ-SiW_<10>O_<34>(H_2O)_2]^<4->の触媒特性の比較を行い、S字型構造を有するクラスターのみが過酸化水素を酸化剤とするBaeyer-Villiger酸化に高い触媒活性を示すことを見出した。
一方[γ-SiW_<10>O_<36>]^<8->に+4価チタン種を作用させることで、稜共有型二核金属活性点を有する新規なポリオキソメタレート触媒[{γ-SiTi_2W_<10>O_<36>(OH)_2}_2(μ-O)_2]^<8->の合成し、分子構造決定を決定した。このポリオキソメタレート触媒を用いた過酸化水素を酸化剤とするオレフィンエポキシ化反応は、立体特異的に進行した。

報告書

(5件)
  • 2006 研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (24件) 文献書誌 (8件)

  • [雑誌論文] Synthesis, Structural Characterization, and Catalytic Performance Dititanium-substituted γ-Keggin silicotungstate2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Goto, K.Kamata, K.Yamaguchi, K.Uehara, S.Hikichi, N.Mizuno
    • 雑誌名

      Inorg. Chem. 45

      ページ: 2347-2356

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of S-Shaped Disilicoeicosatungstate (W_<20>) and the Ef Baeyer-Villiger Oxidation with Hydrogen Peroxide2006

    • 著者名/発表者名
      A.Yoshida, M.Yoshimura, K.Uehara, S.Hikichi, N.Mizuno
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. 45

      ページ: 1956-1960

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Performance of Dititanium-substituted y-Keggin Silicotungstate2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Goto, K.Kamata, K.Yamaguchi, K.Uehara, S Hikichi, N.Mizuno, Synthesis, Structural Characterization, Catalytic
    • 雑誌名

      Inorg. Chem. 45

      ページ: 2347-2356

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of S-Shaped Disilicoeicosatungstate (W20) and the Efficient Baeyer-Villiger Oxidation with Hydrogen Peroxide2006

    • 著者名/発表者名
      A.Yoshida, M.Yoshimura, K.Uehara, S.Hikichi, N.Mizuno
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. 45

      ページ: 1956-1960

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of S-Shaped Disilicoeicosatungstate (W_<20>) and the Efficient Baeyer-Villiger Oxidation with Hydrogen Peroxide2006

    • 著者名/発表者名
      A.Yoshida, M.Yoshimura, K.Uehara, S.Hikichi, N.Mizuno
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed. 45

      ページ: 1956-1960

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis, Structural Characterization, and Catalytic Performance of Dititanium-substituted γ-Keggin Silicotungstate2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Goto, K.Kamata, K.Yamaguchi, K.Uehara, S.Hikichi, N.Mizuno
    • 雑誌名

      Inorg.Chem. 45

      ページ: 2347-2356

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Reactivity of Bis(μ-hydroxo) Divanadium Site in γ-H_2SiV_2W_<10>O_<40>^4- with Hydroxo Compounds2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa, K.Uehara, N.Mizuno
    • 雑誌名

      Inorg. Chem. 44

      ページ: 9068-9075

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Amphiphilic Guest Sorption of K_2[Cr_3O8OOCC_2H_5)_6(H_2O)_3]_2[α-SiW_<12>O_<40> Ionic Crystal2005

    • 著者名/発表者名
      R.Kawamoto, S.Uchida, N.Mizuno
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 127

      ページ: 10560-10567

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Reactivity of Bis(g-hydroxo) Divanadium Site in y-H2SiV2W100404-with HydroxoCompounds2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa, K.Uehara, N.Mizuno
    • 雑誌名

      Inorg. Chem. 44

      ページ: 9068-9075

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Amphiphilic Guest Sorption of K2[Cr30(OOCC2H5)6(H20)3]2[a-SiW12O40] Ionic Crystal2005

    • 著者名/発表者名
      R.Kawamoto, S.Uchida, N.Mizuno
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc 127

      ページ: 10560-10567

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Reactivity of Bis(μ-hydroxo) Divanadium Site in γ-H_2SiV_2W_<10>O_<40>^<4-> with Hydroxo Compounds2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa, K.Uehara, N.Mizuno
    • 雑誌名

      Inorg.Chem. 44

      ページ: 9068-9075

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Polyoxovanadometalate-Catalyzed Selective Epoxidation of Alkenes with Hydrogen Peroxide2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa, K.Kamata, M.Kotani, K.Yamaguchi, N.Mizuno
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed. 44

      ページ: 5136-5141

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Amphiphilic Guest Sorption of K_2[Cr_3O(OOCC_2H_5)_6(H_2O)_3]_2[α-SiW_<12>O_<40>] Ionic Crystal2005

    • 著者名/発表者名
      R.Kawamoto, S.Uchida, N.Mizuno
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 10560-10567

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Heterogeneously Catalyzed Aerobic Oxidative Biaryl Coupling of 2-Naphthols and Substituted Phenols in Water2005

    • 著者名/発表者名
      M.Matsushita, K.Kamata, K.Yamaguchi, N.Mizuno
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 6632-6640

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Peroxotungstate Immobilized on Ionic Liquid-modified Silica as a Heterogeneous Epoxidation Catalyst with Hydrogen Peroxide2005

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, K., Yoshida, C., Uchida S., Mizuno, N.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 530-531

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Sterically Controlled Esterification on Bis(μ-hydroxo) Di-oxovanadium Site in γ-H_2SiV_2W_<10>O_<40>^<4->2005

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Y., Uehara, K., Mizuno, N.
    • 雑誌名

      Inorg.Chem. 44

      ページ: 14-16

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Highly Selective, Recyclable Epoxidation of Allylic Alcohols with Hydrogen Peroxide in Water Catalyzed by Dinuclear Peroxotunestate2004

    • 著者名/発表者名
      Kamata, K., Yamaguchi, K., Mizuno, N
    • 雑誌名

      Chem.Eur.J. 10

      ページ: 4728-4734

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] In-situ IR Spectrum of 12-Tungstophosphoric Acid Hexahydrate with Planar H_5O_2^+2004

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto, M., Koyano, G., Mizuno, N.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B 108

      ページ: 12368-12374

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation and Characterization of Cs_<2.8>H_<1.2>PMo_<11>Fe(H_2O)O_<39>・6H_2O and Investigation of Effects of Iron-substitution on Heterogeneous Oxidative Dehydrogenation of 2-Propanol2004

    • 著者名/発表者名
      Mizuno, N., Min, J.-S., Taguchi, A.
    • 雑誌名

      Chem.Mater. 16

      ページ: 2819-2825

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 酸化物クラスターの特長を生かした環境調和型反応系の開発2004

    • 著者名/発表者名
      水野哲孝
    • 雑誌名

      化学と教育 52

      ページ: 392-392

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] [{W(=O)O_2]_2(H_2O)}_2(μ-O)]^2-Catalyzed Epoxidation of Allylic Alcohols in water with High Selectivity and Utilization of Hydrogen Peroxide2003

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kamata, Kazuya Yamaguchi, Shiro Hikichi, Noritaka Mizuno
    • 雑誌名

      Adv. Synth. Catal. 345

      ページ: 1193-1196

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Efficient Epoxidation of Olefins with ≧99% Selectivity and Use of Hydrogen Peroxide2003

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kamata, Koji Yonehara, Yasutaka Sumida, Kazuya Yamaguchi, Hiro Hikichi, Noritaka Mizuno
    • 雑誌名

      Science 300

      ページ: 964-966

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] W(=0)0212(1120)}2(11-0)]2"Catalyzed Epoxidation of Allylic Alcohols in Water with High Selectivity and Utilization of Hydrogen Peroxide2003

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kamata, Kazuya Yamaguchi, Shiro Hikichi, Noritaka Mizuno
    • 雑誌名

      Adv. Synth. Catal. 345

      ページ: 1193-1196

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Efficient Epoxidation of Olefms with >99% Selectivity and Use of Hydrogen Peroxide2003

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kamata, Koji Yonehara, Yasutaka Sumida, Kazuya Yamaguchi, Shiro Hikichi, Noritaka Mizuno
    • 雑誌名

      Science 300

      ページ: 964-966

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kamata, Y.Nakagawa, K.Yamaguchi, N.Mizuno: "Efficient, regioselective epoxidation of dienes with hydrogen peroxide catalyzed by [γ-SiW_<10>O_<34>(H_2O)_2]^<4->"J.Catal.. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Uchida, N.Mizuno: "Zeotype Ionic Crystal of Cs_5[Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_3] [α-CoW_<12>O_<40>]・7.5H_2O with Shape-Selective Adsorption of Water"J.Am.Chern.Soc.. 126. 1602-1603 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamaguchi, S.Shinachi, N.Mizuno: "[VO(H_2O)_5]HPMo_<12>O_<40>-catalyzed nitration of alkanes with nitric acid"Chem.Commun.. 424-425 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Uchida, N.Mizuno: "Unique Guest Inclusion Properties of Breathing Ionic Crystal of K_3 {Cr_3(OOCH)_6(H_2O)_3}[α-SiW_<12>O_<40>]16H_2O"Chem.Eur.J. 9. 5850-5857 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kamata, K.Yamaguchi, S.Hikichi, N.Mizuno: "[{W(=O)(O_2)_2(H_2O)}_2(μ-O)]^<2-> -Catelyzed Epoxidation of Allylic Alcohols in Water with High Selectivity and Utilization of Hydrogen Peroxide"Adv.Synth.Catal.. 345. 1193-1196 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kamata, K.Yonehara, Y.Sumida, K.Yamaguchi, S.Hikichi, N.Mizuno: "Efficient Epoxidation of Olefins with 【greater than or equal】99% Selectivity and Use of Hydrogen Peroxide"Science. 300. 964-966 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Uchida et al.: "A Breathing Ionic Crystal Displaying Selective Binding of Small Alcohols and Nitriles : K_3[Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_3]-[α-SiW_<12>O_<40>]・16H_2O"Angew. Chem. Int. Ed.. 41/15. 2814-2817 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Uchida et al.: "Novel Channeled Compound Based on Cr(III) Trinuclear Complex and Polyoxometalate Aimed for Heterogeneous Catalysis : Synthesis and Structure"Res. Chem. Intemed.. 28・5. 389-396 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2018-03-28  

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