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Si-Cl結合切断を鍵とするクロロシラン類の触媒的分子変換技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18H01986
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

中島 裕美子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究チーム長 (80462711)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2018年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワードクロロシラン / 遷移金属錯体触媒 / 結合切断 / シリコーン / 低原子価金属錯体 / クロスカップリング反応 / 有機ケイ素化合物 / ニッケル触媒 / 鉄錯体 / 不活性結合切断 / 四座PNNP配位子 / 錯体触媒
研究成果の概要

本研究は、強固なSi-Cl結合の酸化的付加反応を鍵とするクロロシラン類の触媒的分子変換技術の開発と、学術的に未解明なSi-Cl結合の酸化的付加反応の機構解明に取り組んだ。検討の結果、電子豊富なニッケルを触媒とするHeck反応により、ポリクロロシランの選択的モノアルケニル化を達成した。また、ニッケルまたはパラジウムとリン系配位子の組み合わせにより、汎用性の高いアルキルアルミをカップリングパートナーとする選択的なクロロシランのアルキル化反応を見出した。本反応を用いることで、これまで従来法では合成困難であった有機基を含むクロロシラン類を効率的に合成することが可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機ケイ素化合物は有機合成における鍵中間体やシリコーン原料として重要な化合物である。有機ケイ素化合物の一般的な合成手法として、工業的直接法により安価かつ大量に供給可能なクロロシランと有機金属試薬との量論反応が知られるが、本手法は ①反応性の高い有機金属試薬を利用するため、導入する置換基の種類が限定的、②量論量の有機金属試薬を用いるため、多くの副生成物を生じる、といった問題点を抱える。したがって、クロロシランを原料として、様々な有機ケイ素化合物の合成を可能とする“触媒反応”の開発は、極めて重要な課題である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 7件、 招待講演 10件)

  • [雑誌論文] Selective hydrosilylation of allyl chloride with trichlorosilane2021

    • 著者名/発表者名
      Inomata, K.; Naganawa, Y.; Wang, Z. A.; Sakamoto, K.; Matsumoto, K.; Sato, K.; *Nakajima, Y.
    • 雑誌名

      Commun. Chem.

      巻: X 号: 1

    • DOI

      10.1038/s42004-021-00502-5

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metal-ligand cooperation behaviour of Fe and Co complexes bearing a tetradentate phenanthroline-based PNNP ligand2021

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Yumiko、Takeshita Tomohiro、Jheng Nai-Yuan
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: X 号: 22 ページ: 7532-7536

    • DOI

      10.1039/d1dt00476j

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium/Carboxylic Acid‐catalyzed Alkenylation of Furfural and its Derivatives Using Alkynes2020

    • 著者名/発表者名
      Minami Yasunori、Miyamoto Hitomi、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      ChemCatChem

      巻: 13 号: 3 ページ: 855-858

    • DOI

      10.1002/cctc.202001685

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A General and Selective Synthesis of Methylmonochlorosilanes from Di-, Tri-, and Tetrachlorosilanes2020

    • 著者名/発表者名
      Naganawa Yuki、Sakamoto Kei、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 23 号: 2 ページ: 601-606

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c04175

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Co(I) complexes with a tetradentate phenanthroline-based PNNP ligand as a potent new metal?ligand cooperation platform2020

    • 著者名/発表者名
      Jheng Nai-Yuan、Ishizaka Yusuke、Naganawa Yuki、Sekiguchi Akira、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 49 号: 41 ページ: 14592-14597

    • DOI

      10.1039/d0dt02549f

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Decarboxylation of Silyl Alkynoates to Alkynylsilanes2020

    • 著者名/発表者名
      Kawatsu Takahiro、Aoyagi Keiya、Nakajima Yumiko、Choi Jun-Chul、Sato Kazuhiko、Matsumoto Kazuhiro
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 39 号: 16 ページ: 2947-2950

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.0c00433

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polypropylene-Based Nanocomposite with Enhanced Aging Stability by Surface Grafting of Silica Nanofillers with a Silane Coupling Agent Containing an Antioxidant2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Ryota、Sugahara Aki、Hagihara Hideaki、Sakamoto Kei、Nakajima Yumiko、Naganawa Yuki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 21 ページ: 12431-12439

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c01198

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidative Addition of C?X Bonds and H?H Activation Using PNNP‐Iron Complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Gautam Monika、Yatabe Takafumi、Tanaka Shinji、Satou Naoto、Takeshita Tomohiro、Yamaguchi Kazuya、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 5 号: 1 ページ: 15-17

    • DOI

      10.1002/slct.201904616

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Selective Cross-Coupling of Chlorosilanes with Organoaluminum Reagents2019

    • 著者名/発表者名
      Naganawa Yuki、Guo Haiqing、Sakamoto Kei、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      ChemCatChem

      巻: 印刷中 号: 16 ページ: 3756-3759

    • DOI

      10.1002/cctc.201900047

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of hydrosilanes via Lewis-base-catalysed reduction of alkoxy silanes with NaBH42019

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi Keiya、Ohmori Yu、Inomata Koya、Matsumoto Kazuhiro、Shimada Shigeru、Sato Kazuhiko、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 印刷中 号: 42 ページ: 5859-5862

    • DOI

      10.1039/c9cc01961h

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneous hydrosilylation reaction catalysed by platinum complexes immobilized on bipyridine-periodic mesoporous organosilicas2019

    • 著者名/発表者名
      Naganawa Yuki、Maegawa Yoshifumi、Guo Haiqing、Gholap Sandeep Suryabhan、Tanaka Shinji、Sato Kazuhiko、Inagaki Shinji、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 48 号: 17 ページ: 5534-5540

    • DOI

      10.1039/c9dt00078j

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Silyl-Bridged Dinuclear Cobalt Complexes Supported by an N-Heterocyclic Carbene2019

    • 著者名/発表者名
      Ishizaka Yusuke、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 38 号: 4 ページ: 888-893

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.8b00865

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deprotonation of a PNNP-Iron Complex: Expanding the Concept of Metal-ligand Cooperation to the PNNP-Iron System2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshita Tomohiro、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 4 ページ: 364-366

    • DOI

      10.1246/cl.181027

    • NAID

      130007624444

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Reduction of Alkoxysilanes with Borane Using a Metallocene-Type Yttrium Complex2018

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi Keiya、Matsumoto Kazuhiro、Shimada Shigeru、Sato Kazuhiko、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 38 号: 2 ページ: 210-212

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.8b00798

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective hydrosiloxane synthesis via dehydrogenative coupling of silanols with hydrosilanes catalysed by Fe complexes bearing a tetradentate PNNP ligand2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshita Tomohiro、Sato Kazuhiko、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 47 ページ: 17004-17010

    • DOI

      10.1039/c8dt04168g

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Silyl?Heck Reaction of Chlorosilanes2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Kazuhiro、Huang Jiadi、Naganawa Yuki、Guo Haiqing、Beppu Teruo、Sato Kazuhiko、Shimada Shigeru、Nakajima Yumiko
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 20 号: 8 ページ: 2481-2484

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b00847

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Pot Sequence-Controlled Synthesis of Oligosiloxanes2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Kazuhiro、Oba Yuki、Nakajima Yumiko、Shimada Shigeru、Sato Kazuhiko
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 17 ページ: 4637-4641

    • DOI

      10.1002/anie.201801031

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrosilane synthesis via catalytic hydrogenolysis of halosilanes using a metal-ligand bifunctional iridium catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      Beppu Teruo、Sakamoto Kei、Nakajima Yumiko、Matsumoto Kazuhiro、Sato Kazuhiko、Shimada Shigeru
    • 雑誌名

      Journal of Organometallic Chemistry

      巻: 869 ページ: 75-80

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2018.05.024

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] パラジウム/カルボン酸触媒を用いるフルフラール類のアルキンによるアルケニル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      南安規、宮本仁美、中島裕美子
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] オリゴシロキサンで連結された金属-ケイ素二重結合をもつ二核錯体:合成および1Dチャネル結晶構造2021

    • 著者名/発表者名
      中村 亮、松本 和弘、長田 浩一、河津 貴大、中島 裕美子、橋本 久子
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シリルアルキノエートの触媒的脱炭酸を用いたアルキニルシランの合成2021

    • 著者名/発表者名
      河津 貴大、青柳 圭哉、片岡 祥、中島 裕美子、深谷 訓久、崔 準哲、佐藤 一彦、松本 和弘
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] PNNP-コバルト錯体による 金属-配位子協働効果2021

    • 著者名/発表者名
      中島裕美子、佐藤一彦
    • 学会等名
      創造機能化学第116委員会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic Hydrodehalogenation of Aryl Halides Mediated by a Long-Range Metal-Ligand Cooperation of Cobalt(I) Complexes Bearing a Tetradentate PNNP Ligand2021

    • 著者名/発表者名
      Nai-Yuan Jehng、永縄友規、中島裕美子
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 固体DNP-NMRを活用するポリマー担持型有機触媒の開発2021

    • 著者名/発表者名
      田中真司、中島裕美子、佐藤一彦
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒を用いるジ、トリ、テトラクロロシランからのメチルモノクロロシランへの選択的変換反応2021

    • 著者名/発表者名
      永縄友規、坂本圭、中島裕美子
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Hydrosilylation of Functionalized Alkenes2021

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Nakajima* and Yuki Naganawa, Koya Inomata, Kei Sakamoto, Kazuhiko Sato
    • 学会等名
      CCE-2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Well-Defined Fe Catalyst System Bearing a Tetradentate PNNP Ligand: Selective Synthesis of Hydrosiloxanes via Dehydronegative Coupling of Silanols with Hydrosilanes2019

    • 著者名/発表者名
      中島 裕美子、竹下智博、佐藤 一彦
    • 学会等名
      4th Edition of International Conference on Catalysis and Green Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Transition Metal-Catalyzed Precise Synthesis of Organosilicon Compounds Starting from Halosilanes2019

    • 著者名/発表者名
      中島 裕美子、永縄 友規、松本 和弘、別部輝生、佐藤 一彦、島田 茂
    • 学会等名
      The 7th Asian Silicon Symposium,singapore
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有機ケイ素化合物の精密合成を指向した触媒反応開発2019

    • 著者名/発表者名
      中島裕美子
    • 学会等名
      第8回多元研男女参画推進セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 精密有機ケイ素化合物合成の最前線2019

    • 著者名/発表者名
      中島裕美子
    • 学会等名
      触媒学会ファインケミカルズ合成触媒研究会セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nickel-Catalyzed Selective Cross-Coupling of Chlorosilanes with Organoaluminum Reagents2019

    • 著者名/発表者名
      永縄 友規、郭 海卿、坂本 圭、中島 裕美子
    • 学会等名
      The 7th Asian Silicon Symposium,singapore
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ニッケル触媒を用いるクロロシランの高効率触媒的分子変換2019

    • 著者名/発表者名
      永縄 友規、佐藤 一彦、中島 裕美子
    • 学会等名
      第8回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ニッケル触媒を用いるクロロシランの高効率触媒的分子変換2018

    • 著者名/発表者名
      永縄 友規、佐藤 一彦、中島 裕美子
    • 学会等名
      第8回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Si-Cl結合の酸化的付加反応を鍵とするクロロ(シリル)鉄錯体の合成と性質2018

    • 著者名/発表者名
      竹下 智博、中島 裕美子
    • 学会等名
      第22回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] クロロシラン類の酸化的付加を鍵とする触媒的分子変換2018

    • 著者名/発表者名
      永縄 友規、別部輝生、松本 和弘、郭 海卿、佐藤 一彦、中島 裕美子
    • 学会等名
      第65回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ni/Cu触媒によるクロロシラン類の選択的モノアルキニル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      別部 輝生、松本 和弘、佐藤 一彦、中島 裕美子
    • 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] Catalytic Transformation of Chlorosilanes with Nickel Catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      永縄 友規、別部輝生、松本 和弘、黄佳テイ、郭 海卿、佐藤 一彦、島田 茂、中島 裕美子
    • 学会等名
      9th European Silicon Days
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Synthesis of Hydrosiloxanes via Dehydronegative Coupling of Silanols with Hydrosilanes Catalyzed by Iron complexes Bearing a PNNP ligand2018

    • 著者名/発表者名
      竹下 智博、佐藤 一彦、中島 裕美子
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry (ICCC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Facile Si-Cl Bond Cleavage Induced by a PNNP-supported Fe(0) Complex2018

    • 著者名/発表者名
      竹下 智博、中島 裕美子
    • 学会等名
      ISCHA-4
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クロロシラン類の酸化的付加を利用する触媒的分子変換2018

    • 著者名/発表者名
      永縄 友規、中島 裕美子、佐藤 一彦
    • 学会等名
      創造機能化学第116委員会合同分科会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Si-Cl 結合切断を基軸とするクロロシラン類の触媒的分子変換反応の開発2018

    • 著者名/発表者名
      中島裕美子
    • 学会等名
      理研シンポジウム 第19回分析・解析技術と化学の最先端
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic Transformation of Chlorosilanes to Useful Organoesilicon Compounds2018

    • 著者名/発表者名
      中島裕美子
    • 学会等名
      BIT’s 4th Annual World Congress of Smart Materials-2018 (WCSM-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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