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構造設計が自在な有機分子還元剤による還元反応の革新と機能開拓(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0186
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 合成化学
研究機関大阪大学

研究代表者

劔 隼人  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60432514)

研究期間 (年度) 2016 – 2019
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
キーワード有機ケイ素還元剤 / 低原子価錯体 / 還元的切断 / メタセシス反応 / 前周期遷移金属 / 環化付加反応 / アゾ化合物 / メタロリガンド / 還元的活性化 / イミド配位子 / ピロール合成 / 表面有機金属化学 / 還元反応 / 固体触媒 / 有機分子還元剤
研究成果の概要

均一系錯体触媒と不均一系触媒の双方の利点を持つ次世代型触媒である、均一な活性サイトを有する「シングルサイト性不均一系触媒」の温和な条件下における高活性化を、多様な金属錯体の還元に適用可能な有機ケイ素還元剤を用いることで達成した。その結果、不均一系触媒を用いる際に必要な熱エネルギーの大幅な削減に成功し、さらに様々な置換基を有するアルケンを用いたメタセシス反応にも適用可能であることを明らかにした。また、有機ケイ素還元剤により得られる低原子価種が窒素間二重結合の切断にも有効であり、環化付加反応を経て、アゾベンゼンを原料とする触媒的なピロール合成にも有用であることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

不均一系触媒の活性化、特に単一の活性中心が表面に存在する「シングルサイト性不均一系触媒」に対して、金属錯体の還元反応に利用可能な有機ケイ素還元剤を用いることにより、温和な条件で触媒活性化が可能であるとする、不均一系触媒の利用時のエネルギーコストの大幅な削減につながる研究成果を得た。有機反応剤により不均一系触媒の表面状態を劇的に変えることが可能である本還元剤の役割は、不均一系触媒の改質や失活後の再活性化につながる基盤的知見となる点で、学術的にも意義深い成果である。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件) 学会発表 (3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Minnesota(米国)2018

    • 年月日
      2018-09-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)2016

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Reactivity of terminal imido complexes of group 4?6 metals: Stoichiometric and catalytic reactions involving cycloaddition with unsaturated organic molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Kawakita Kento、Parker Bernard F.、Kakiuchi Yuya、Tsurugi Hayato、Mashima Kazushi、Arnold John、Tonks Ian A.
    • 雑誌名

      Coordination Chemistry Reviews

      巻: 407 ページ: 213118-213118

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2019.213118

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of Pyridylimido Complexes of Tantalum and Niobium by Reductive Cleavage of the N?N Bond of 2,2′-Azopyridine: Precursors for Early?Late Heterobimetallic Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Kawakita Kento、Kakiuchi Yuya、Beaumier Evan P.、Tonks Ian A.、Tsurugi Hayato、Mashima Kazushi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 22 ページ: 15155-15165

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b02043

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bis(imido)vanadium(V)-Catalyzed [2+2+1] Coupling of Alkynes and Azobenzenes Giving Multisubstituted Pyrroles2019

    • 著者名/発表者名
      Kento Kawakita, Evan P. Beaumier, Yuya Kakiuchi, Hayato Tsurugi, Ian A. Tonks, Kazushi Mashima
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 10 ページ: 4194-4198

    • DOI

      10.1021/jacs.8b13390

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Activation of O2 by Organosilicon Reagents Yields Quantitative Amounts of H2O2 or (Me3Si)2O2 for Efficient O‐Transfer Reactions2018

    • 著者名/発表者名
      Keishi Yamamoto, Shinji Tanaka, Hiromu Hosoya, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima, Christophe Coperet
    • 雑誌名

      Helvetica Chimica Acta

      巻: 101 号: 12

    • DOI

      10.1002/hlca.201800156

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Silica-Supported Isolated Molybdenum Di-oxo Species: Formation and Activation with Organosilicon Agent for Olefin Metathesis2018

    • 著者名/発表者名
      Keishi Yamamoto, Ka Wing Chan, Victor Mougel, Haruki Nagae, Hayato Tsurugi, Olga V. Safonova, Kazushi Mashima, and Christophe Coperet
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 54 号: 32 ページ: 3989-3992

    • DOI

      10.1039/c8cc01876f

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 2,2’-アゾピリジンの窒素-窒素二重結合の還元的切断を経たタンタル及びニオブのピリジルイミド錯体の合成とロジウム錯体との複核錯体形成2020

    • 著者名/発表者名
      垣内 勇哉・川北 健人・Evan Beaumier・秋山 拓弥・Ian A. Tonks・劒 隼人・真島 和志
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バナジウム錯体を触媒としたアルキンとアゾベンゼンの [2+2+1]-環化付加反応による多置換ピロール合成反応2019

    • 著者名/発表者名
      垣内 勇哉・川北 健人・BEAUMIER Evan・TONKS Ian・劒 隼人・真島 和志
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanistic Study on Vanadium-catalyzed [2+2+1]-cycloaddition of Alkynes and Azobenzenes2019

    • 著者名/発表者名
      KAWAKITA, Kento; KAKIUCHI, Yuya; BEAUMIER, Evan; TONKS, Ian; TSURUGI, Hayato; MASHIMA, Kazushi
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院基礎工学研究科真島研究室HP

    • URL

      http://www.chem.es.osaka-u.ac.jp/organomet/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 真島研究室HP

    • URL

      http://www.chem.es.osaka-u.ac.jp/organomet/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] Coperet研究室HP

    • URL

      http://www.coperetgroup.ethz.ch/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-10-04   更新日: 2023-01-30  

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