固体表面における協同触媒作用概念に基づく不活性結合と不活性分子の活性化

• 研究課題/領域番号: 15H04182
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 本倉 健 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (90444067)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 協奏的触媒作用 / 固定化触媒 / 金属錯体 / 有機分子 / 二酸化炭素 / 固定化錯体 / シリカ担体 / アリルアルコール / アリル化反応 / Pd錯体 / Rh錯体 / 固体触媒 / 協奏効果 / 有機合成 / 不活性分子 / フッ化物塩 / 不均一系触媒

研究成果の概要

近年の、資源・エネルギー問題を受けて、よりシンプルな合成経路によるファインケミカル・機能性化学品の合成が強く望まれており、それを可能とする新しい触媒作用、具体的には不活性結合あるいは不活性小分子を活性化し、目的生成物への変換を可能とする触媒・触媒反応の開発が切望されていた。
本研究では、これまでの研究によって蓄積された固体表面において発現する協同触媒作用を利用することで、不活性結合・不活性分子の活性化を実現することを目的とした。具体的には、C-H結合・C-O結合の活性化を経由する反応や、二酸化炭素を目的化合物へと効率よく変換する触媒の開発に取り組んだ。

研究成果

• [雑誌論文] Reductive Transformation of CO2: Fluoride-Catalyzed Reactions with Waste Silicon-Based Reducing Agents (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Masaki Naijo, Sho Yamaguchi, Akimitsu Miyaji, Toshihide Baba
  • 雑誌名: Chinese Journal of Catalysis 巻: 38 号: 3 ページ: 434-439
  • DOI: 10.1016/s1872-2067(17)62800-6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SiO2-Supported Rh Catalyst for Efficient Hydrosilylation of Olefins Improved by Simultaneously Immobilized Tertiary Amines (2017)
  • 著者名/発表者名: Motokura Ken、Maeda Kyogo、Chun Wang-Jae
  • 雑誌名: ACS Catalysis 巻: 7 号: 7 ページ: 4637-4641
  • DOI: 10.1021/acscatal.7b01523
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Concerted Catalysis in Tight Spaces: Palladium-Catalyzed Allylation Reactions Accelerated by Accumulated Active Sites in Mesoporous Silica (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健、池田 まりか、南保 雅之、田 旺帝、中島 清隆、田中 真司
  • 雑誌名: ChemCatChem 巻: - 号: 15 ページ: 2924-2929
  • DOI: 10.1002/cctc.201700439
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of Multi-Active Site Catalysts for Surface Concerted Catalysis Aimed at One-Pot Synthesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: 90 ページ: 137-147
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 固体表面における協奏的触媒作用：金属錯体・金属カチオン・有機分子の集積による有機反応の促進 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉健
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 75 ページ: 200-208
  • NAID: 130005549308
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固定化Pd錯体-有機分子触媒のXAFSによる構造解析とアリル化反応機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉健
  • 雑誌名: 九州シンクロトロン光研究センター年報2015 巻: 3 ページ: 11-11
• [雑誌論文] 固定化Pd錯体-有機分子触媒のXAFSによる構造解析とアリル化反応機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健
  • 雑誌名: 九州シンクロトロン光研究センター年報2015 巻: 3 ページ: 11-13
• [雑誌論文] Pd-Bisphosphine Complex and Organic Functionalities Immobilized on the Same SiO2 Surface: Detailed Characterization and Its Use as an Efficient Catalyst for Allylation (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Motokura, K. Saitoh, H. Noda, W.-J. Chun, A. Miyaji, S. Yamaguchi, T. Baba
  • 雑誌名: Catalysis Science & Technology 巻: 印刷中 号: 14 ページ: 5380-5388
  • DOI: 10.1039/c6cy00593d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Co-immobilization of a palladium-bisphosphine complex and strong organic base on a silica surface for heterogeneous synergistic catalysis (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Motokura, K. Saitoh, H. Noda, Y. Uemura, W.-J. Chun, A. Miyaji, S. Yamaguchi, T. Baba
  • 雑誌名: ChemCatChem 巻: 8 号: 2 ページ: 331-335
  • DOI: 10.1002/cctc.201501178
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct Estimation of the Surface Location of Immobilized Functional Groups for Concerted Catalysis Using a Probe Molecule (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Noda, K. Motokura, Y. Wakabayashi, K. Sasaki, H. Tajiri, A. Miyaji, S. Yamaguchi, and T. Baba
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 15 ページ: 5113-5117
  • DOI: 10.1002/chem.201600263
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reductive transformation of CO2 with hydrosilanes catalyzed by simple fluoride and carbonate salts (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Motokura, M. Naijo, S. Yamaguchi, A. Miyaji, T. Baba
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 44 号: 9 ページ: 1217-1219
  • DOI: 10.1246/cl.150510
  • NAID: 130005096884
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Silicone wastes as reducing agents for carbon dioxide transformation: Fluoride-catalyzed formic acid synthesis from CO2, H2O, and disilanes (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Motokura, M. Naijo, S. Yamaguchi, A. Miyaji, T. Baba
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 44 号: 11 ページ: 1464-1466
  • DOI: 10.1246/cl.150654
  • NAID: 130005108077
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Immobilized Rh Complex and Tertiary Amine on a Same Silica Surface: Characterization and Catalysis for Efficient Hydrosilylation of Olefins (2018)
  • 著者名/発表者名: Kyogo Maeda, Ken Motokura
  • 学会等名: International CLS Forum on Photo and Catalytic Science for Sustainable Society
  • 国際学会
• [学会発表] メソポーラスシリカ細孔内でのPd錯体の協奏的触媒作用によるアリル化反応の促進 (2018)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健・池田まりか・南保雅之・田 旺帝・中島 清隆・田中 真司
  • 学会等名: 第121回触媒討論会
• [学会発表] Concerted Catalysis of Metal Complex on Solid Surface for Efficient Organic Reaction (2018)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会 アジア国際シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] オレフィンのヒドロシリル化反応に高活性を発現するRh錯体と第三級アミンのシリカ表面への共存固定法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前田 恭吾・本倉 健・上村 洋平・松村 大樹・田 旺帝
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] 固定化Pd錯体とシラノール基の協奏的触媒作用によるアリルアルコールを用いたアリル化反応の促進 (2018)
  • 著者名/発表者名: 池田 まりか・本倉 健・南保 雅之・田 旺帝・中島 清隆・田中 真司
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] 固体表面での協奏的触媒作用を利用した高効率有機合成反応の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健
  • 学会等名: 第3回 JACI / JST 交流セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] フッ化物触媒によるケイ素系化合物を還元剤とした二酸化炭素の変換反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健・内城 将紀・山口 渉・宮地 輝光・馬場 俊秀
  • 学会等名: 第119回触媒討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-21
• [学会発表] シリカ表面へのRh錯体と第三級アミンの同時固定によるヒドロシリル化反応における協奏的触媒作用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健・前田 恭吾・田 旺帝
  • 学会等名: 日本化学会 第97春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] メソポーラスシリカ固定化Pd錯体の協奏的触媒作用による高効率アリル化反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健・池田 まりか・南保 雅之・田 旺帝・中島 清隆
  • 学会等名: 日本化学会 第97春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 固体表面での協奏的触媒作用を指向した活性点集積型反応場の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健
  • 学会等名: 新学術領域研究「精密制御反応場」第2回公開シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2017-01-25
  • 招待講演
• [学会発表] Highly Efficient Allylation of Nucleophiles Catalyzed by Pd-Bisphosphine Complex and Organic Base Immobilized on a Same SiO2 Surface (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Koki Saitoh, Hiroto Noda, Wang-Jae Chun, Akimitsu Miyaji, Sho Yamaguchi, Toshihide Baba
  • 学会等名: 7th Asia-Pacific Congress on Catalysis (APCAT-7)
  • 発表場所: Mumbai, India
  • 年月日: 2017-01-17
  • 国際学会
• [学会発表] Immobilized Rh Complex and Tertiary Amine on a Same Silica Surface: Characterization and its Use as a Catalyst for Hydrosilylation (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Kyogo Maeda, Wang-Jae Chun
  • 学会等名: International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
  • 国際学会
• [学会発表] Concerted Catalysis between Metal Complexes and Organic Amines on Surface for Significant Acceleration of Organic Synthesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Kyogo Maeda, Marika Ikeda, Masayuki Nambo, Wang-Jae Chun, Kiyotaka Nakajima, Shinji Tanaka
  • 学会等名: International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
  • 国際学会
• [学会発表] Concerted Catalysis by Immobilized Rh Complex and Tertiary Amine on a Same Silica Surface for Efficient Hydrosilylation of Olefins (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Kyogo Maeda, Wang-Jae Chun
  • 学会等名: 13th European Congress on Catalysis (EUROPACAT2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Mesoporous Silica-supported Pd Complex for Allylation Reactions with Allylic Alcohol (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Marika Ikeda, Masayuki Nambo, Wang-Jae Chun, Kiyotaka Nakajima, Shinji Tanaka
  • 学会等名: 13th European Congress on Catalysis (EUROPACAT2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Concerted Catalysis in Tight Spaces: Mesoporous Silica-supported Palladium Complex and Tertiary Amine for Allylation of Nucleophiles (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Marika Ikeda, Masayuki Nambo, Wang-Jae Chun, Kiyotaka Nakajima, Shinji Tanaka
  • 学会等名: 13th European Congress on Catalysis (EUROPACAT2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Supported Palladium Complex Catalyst for Allylation Reaction Accelerated by Tertiary Amine in Mesopore (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura
  • 学会等名: The International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC) 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Concerted Catalysis by Immobilized Rh Complex and Tertiary Amine on SiO2 Surface for Hydrosilylation of Olefins (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Kyogo Maeda, Wang-Jae Chun
  • 学会等名: 16th Korea-Japan Symposium on Catalysis & 3rd International Symposium of Institute for Catalysis
  • 国際学会
• [学会発表] Concerted Catalysis by Pd Complex on Mesoporous Silica for Allylation Reactions with Allylic Alcohol (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Marika Ikeda, Masayuki Nambo, Wang-Jae Chun, Kiyotaka Nakajima, Shinji Tanaka
  • 学会等名: 16th Korea-Japan Symposium on Catalysis & 3rd International Symposium of Institute for Catalysis
  • 国際学会
• [学会発表] Concerted Catalysis in Mesoporous Silica: Palladium-Catalyzed Allylation Accelerated by co-Immobilized Tertiary Amine (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Marika Ikeda, Masayuki Nambo, Wang-Jae Chun, Kiyotaka Nakajima, Shinji Tanaka
  • 学会等名: 16th Korea-Japan Symposium on Catalysis & 3rd International Symposium of Institute for Catalysis
  • 国際学会
• [学会発表] シリカ表面に固定されたRh錯体と第三級アミンによる高効率ヒドロシリル化反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前田恭吾・本倉 健・田 旺帝
  • 学会等名: 日本化学会 第７回CSJ化学フェスタ2017
• [学会発表] メソポーラスシリカ固定化Pd錯体の協奏的触媒作用による高効率アリル化反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 池田まりか・本倉 健・南保雅之・田 旺帝・中島清隆・田中真司
  • 学会等名: 日本化学会 第７回CSJ化学フェスタ2017
• [学会発表] シリカ表面にRh錯体および第三級アミンを固定した触媒を用いた高効率ヒドロシリル化反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健・前田 恭吾・田 旺帝
  • 学会等名: 第120回触媒討論会
• [学会発表] メソポーラスシリカ固定化Pd錯体の協奏的触媒作用によるアリルアルコールを用いたアリル化反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健・池田 まりか・南保 雅之・田 旺帝・中島 清隆・田中 真司
  • 学会等名: 第120回触媒討論会
• [学会発表] Pd錯体と第三級アミンのメソポーラスシリカ内部での協奏的触媒作用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本倉健・池田まりか・南保雅之・田旺帝・中島清隆・田中真司
  • 学会等名: 第120回触媒討論会
• [学会発表] 固体表面への触媒活性点集積による協奏効果の発現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健
  • 学会等名: 第８回岩澤コンファレンス「サステイナブル社会のための最先端触媒化学・表面科学」
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] Concerted Catalysis between Metal Complex and Organic Function Immobilized on Same SiO2 Surface (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura
  • 学会等名: International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2016 (C&FC2016)
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 2016-11-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] シリカ表面に固定したPdホスフィン錯体と有機塩基による協同触媒作用機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健・斎藤 功紀・野田 寛人・田 旺帝・宮地 輝光・山口 渉・馬場 俊秀
  • 学会等名: 第118回触媒討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] 活性点集積型触媒による高効率有機反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健
  • 学会等名: 第1回東日本キャタリシスセミナー
  • 発表場所: 福島
  • 年月日: 2016-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] Multi-Active Site Catalysts for Heterogeneous and Homogeneous Concerted Catalysis Aimed at Efficient Organic Reactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura
  • 学会等名: The 66th JSCC Symposium, Challenges for dream catalysis - Design of catalytically active centers from the concept of coordination
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2016-09-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Heterogeneous Synergistic Catalysis: Silica-Supported Palladium-bisphosphine Complex and Strong Organic Base for Allylation Reactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Koki Saitoh, Hiroto Noda, Wang-Jae Chun, Akimitsu Miyaji, Sho Yamaguchi, Toshihide Baba
  • 学会等名: 27th International Conference on Organometallic Chemistry
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2016-07-17
  • 国際学会
• [学会発表] Heterogeneous Concerted Catalysis: Metal Complex and Organic Base on a Same Silica Surface for Allylation and Addition Reactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Hiroto Noda, Koki Saitoh, Wang-Jae Chun, Akimitsu Miyaji, Sho Yamaguchi, Toshihide Baba
  • 学会等名: The 16th International Congress on Catalysis
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] Rh Complex and Tertiary Amine Immobilized on a Same SiO2 Surface: Heterogeneous Double-Activation Catalysis and Estimation of Active Site Distance Using a Probe Molecule (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken Motokura, Hiroto Noda, Wang-Jae Chun, Akimitsu Miyaji, Sho Yamaguchi, Toshihide Baba
  • 学会等名: Pre-symposium of 16th International Congress on Catalysis and 2rd International Symposium of Institute for Catalysis
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2016-06-30
  • 国際学会
• [学会発表] ワンポット合成に向けた表面協奏効果を発現する活性点集積型触媒の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] 協同触媒作用を発現する固定化有機分子間距離のプローブ分子を用いた測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野田 寛人・本倉 健・宮地 輝光・山口 渉・馬場 俊秀
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] シリカ表面に固定したPd-ホスフィン錯体と有機塩基の協同触媒作用による高効率アリル化反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 斎藤 功紀・本倉 健・野田 寛人・田 旺帝・宮地 輝光・山口 渉・馬場 俊秀
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] フッ化物触媒によるジシランを還元剤とする二酸化炭素のギ酸への変換反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内城 将紀・本倉 健・山口 渉・宮地 輝光・馬場 俊秀
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] フッ化物触媒による二酸化炭素とヒドロシランからのシリルホルメートおよびホルムアミド合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健・内城 将紀・山口 渉・宮地 輝光・馬場 俊秀
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] シリカ固定化金属錯体－有機塩基の協同触媒作用と活性点間距離の観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 本倉健・野田 寛人・斎藤功紀・田旺帝・宮地輝光・山口渉・馬場俊秀
  • 学会等名: 第117回触媒討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] 固定化錯体触媒のXAFSによる構造解析と協同触媒作用の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 本倉 健
  • 学会等名: 第10回九州シンクロトロン光研究センター研究成果報告会
  • 発表場所: 鳥栖
  • 招待講演
• [学会発表] フッ化物を触媒とするジシラン及びH2Oを用いたCO2のギ酸への還元反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内城将紀・本倉 健・山口 渉・宮地輝光・馬場俊秀
  • 学会等名: 第5回 CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: 船堀
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] アリールホウ酸のシクロヘキセノンへの1,4-付加反応におけるシリカ表面でのRh錯体と3級アミンの協同触媒作用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野田寛人・本倉健・田旺帝・宮地輝光・山口渉・馬場俊秀
  • 学会等名: 第116回触媒討論会
  • 発表場所: 津
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] フッ化物塩および炭酸塩を触媒とする二酸化炭素のヒドロシリル化反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 本倉健・内城将紀・山口渉・宮地輝光・馬場俊秀
  • 学会等名: 第116回触媒討論会
  • 発表場所: 津
  • 年月日: 2015-09-16
• [備考] 東京工業大学 本倉研究室
  • URL: https://www.motokura.org/
• [備考] 東京工業大学STARサーチ
  • URL: http://search.star.titech.ac.jp/titech-ss/pursuer.act?event=outside&key_t2r2Rid=CTT100566039&lang=jp
• [備考] 庄子良晃助教、本倉健講師が平成28年度東工大挑戦的研究賞を受賞
  • URL: http://educ.titech.ac.jp/cap/news/2016_09/052623.html
• [備考] 東京工業大学 本倉研究室
  • URL: https://www.motokura.org/