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ニオブ錯体の高度合成触媒化技術

研究課題

研究課題/領域番号 16K05784
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 合成化学
研究機関関西大学

研究代表者

大洞 康嗣  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (50312418)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード触媒・化学プロセス / ニオブ触媒 / 選択的合成 / 環境調和型合成 / 代替金属触媒 / ニオブ錯体
研究成果の概要

本研究では合成触媒として高い反応性ならびに構造安定性を有するニオブ触媒の調製法としたこれらを用いた有機変換反応プロセスの効率的手法を開発した。具体的には、単純アルキンと有機ニトリル化合物からの環化付加反応によって、ピリミジン等含ヘテロ環状化合物の一段合成による触媒有機合成反応を達成した。また、低原子価ニオブ上にカルベン部位を導入することにより、新規ニオブカルベン錯体を調製し、高活性オレフィンメタセシス反応の触媒として利用することに成功した。本研究において、ニオブ錯体が社会的ニーズの高い高難度かつ実用的な有機変換反応プロセス開発研究において有効な触媒ツールとして利用できることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、ニオブ触媒の新規な合成手法の開発を行い、ヘテロ原子を有する化学物質群の合成に関する触媒反応プロセスへの適用を行った。また、得られたニオブ化合物は構造的な安定性を有するため、ニオブカルベン錯体への変換が容易となり、メタセシスへの展開が可能となった。このように、本研究において多くの有機変換反応を行い、ニオブ錯体触媒の反応性ならびに選択性発現に関する新たな知見が得られ、触媒化学において学術的に高い寄与を果たした。本研究において、低原子価ニオブ金属の合成触媒としての有効性ならびに実用性を実証することは、元素戦略ならびに新物質製造プロセス開拓に大きく寄与するものであり意義深い。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] In Situ-Generated Niobium-Catalyzed Synthesis of 3-Pyrroline Derivatives via Ring-Closing Metathesis Reactions2018

    • 著者名/発表者名
      Fuji Maito、Chiwata Jintaro、Ozaki Makoto、Aratani Shunsuke、Obora Yasushi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 8 ページ: 8865-8873

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b01642

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NbCl5/Zn/PCy3-System-Catalyzed Intramolecular [2 + 2 + 2] Cycloadditions of Diynes and Alkenes To Form Bicyclic Cyclohexadienes2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Keisuke、Satoh Yasushi、Kamei Motofumi、Furukawa Hirohisa、Fuji Maito、Obora Yasushi
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 19 号: 19 ページ: 5398-5401

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b02672

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FeCl3-Assisted Niobium-Catalyzed Cycloaddition of Nitriles and Alkynes: Synthesis of Alkyl- and Arylpyrimidines Based on Independent Functions of NbCl5 and FeCl3 Lewis Acids2017

    • 著者名/発表者名
      Fuji Maito、Obora Yasushi
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 19 号: 20 ページ: 5569-5572

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b02708

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Intermolecular [2+2+2] Cycloaddition of Terminal Alkynes and Alkenes by NbCl<sub>5</sub> as a Catalyst Precursor2016

    • 著者名/発表者名
      Motofumi Kamei, Keisuke Watanabe, Maito Fuji, Yasushi Obora
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 45 号: 8 ページ: 943-945

    • DOI

      10.1246/cl.160481

    • NAID

      130005254631

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アルコキシニオブを触媒前駆体として用いる開環メタセシス重合反応2019

    • 著者名/発表者名
      荒谷駿佑,藤麻織人,曽谷太一,三田文雄,矢島辰雄,大洞康嗣
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ニオブ触媒を用いた環状オレフィンの開環メタセシス重合反応2018

    • 著者名/発表者名
      荒谷駿佑,藤麻織人,曽谷太一,三田文雄,大洞康嗣
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Niobium-catalyzed [2+2+2] Cycloaddition of Alkynes, Nitriles, and Alkenes2018

    • 著者名/発表者名
      Obora Yasushi
    • 学会等名
      International Congress on Pure and Applied Chemistry 2018 (ICPAC 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 均一系ニオブ触媒による環化付加反応2017

    • 著者名/発表者名
      大洞康嗣
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NbCl5/FeCl3によるニトリルとアルキンを用いたピリミジン誘導体の合成2017

    • 著者名/発表者名
      藤麻織人、大洞康嗣
    • 学会等名
      日本化学会秋季事業 第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ニオブ/ジアミン触媒系を用いたアルキンとアルケンの[2+2+2]環化付加反応による1,3-シクロヘキサジエン誘導体の合成2017

    • 著者名/発表者名
      寺谷亘世、加島功輝、藤麻織人、大洞 康嗣
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 塩化ニオブ触媒によるアルキンとニトリルを用いたピリミジン誘導体の合成2017

    • 著者名/発表者名
      藤麻織人、大洞康嗣
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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