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バイオマスの有効利用を指向した光と金属触媒を用いる炭素-炭素結合切断反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16F16340
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 合成化学
研究機関京都大学

研究代表者

村上 正浩  京都大学, 工学研究科, 教授 (20174279)

研究分担者 ZHOU WANG  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-10-07 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2018年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードalkene / C-C bond cleavage / photocatalysis / pyridine N-oxide / ortho-alkylation / photo redox / copper catalyst / リグニンモデルの分解
研究実績の概要

A new light/copper relayed system is developed for aerobic oxidative fragmentation of lignin model compounds having beta-O-4 and beta-1 linkage. Lignin model compounds are successfully broken down with an enhanced reaction efficiency and different product distribution in comparison to thermal copper-catalyzed aerobic degradation.

In this study, we used the simple compound having a beta-O-4 linage as the model substrate because it represents the most abundant repeating unit existing in lignin and the investigation on its behavior toward light and a copper catalyst would provide us with an insight into a depolymerization process of native lignin under similar conditions. When the model substrate in 1,2-dichloroethane was irradiated with a blue LEDs lamp under air in the presence of Mes-Acr+ BF4-(2.0 mol %),
copper(II) acetate (20 mol %), and sodium acetate (2.0 equiv), the substrate was consumed after 12 h. 3,4-Dimethoxybenzaldehyde and 2-methoxyphenyl formate were obtained in 66% isolated yield and 56% GC yield, respectively. Thus, carbon-carbon bonds contained in the beta-O-4 linage is cleaved. Next, the conditions for aerobic fragmentation were applied to another family of lignin model compound having a beta-1 linkage, which is the second most abundant repeating unit found in lignin. It was proved to be also viable substrate. Thus, our photo-catalyzed system could also be applied for lignin model compounds having a beta-1 linkage.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Light/Copper Relay for Aerobic Fragmentation of Lignin Model Compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Zhou Wang、Nakahashi Junki、Miura Tomoya、Murakami Masahiro
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 7 号: 12 ページ: 2431-2434

    • DOI

      10.1002/ajoc.201800520

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photo-Catalyzed Ortho-Alkylation of Pyridine N-Oxides through Alkene Cleavage2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhou, Tomoya Miura, and Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 18 ページ: 5139-5142

    • DOI

      10.1002/anie.201801305

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantioselective Synthesis of anti-1,2-Oxaborinan-3-enes from Aldehydes and 1,1-Di(boryl)alk-3-enes Using Ruthenium and Chiral Phosphoric Acid Catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Miura, Junki Nakahashi, Wang Zhou, Yota Shiratori, Scott G. Stewart, Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society

      巻: 139 ページ: 10903-10908

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Ortho-Alkylation of Pyridine N-Oxide by Photo-Catalyzed Alkene2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhou
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-10-11   更新日: 2024-03-26  

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