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分子触媒を利用した窒素分子からの革新的窒素固定反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H00382
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

西林 仁昭  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40282579)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2020年度)
配分額 *注記
46,410千円 (直接経費: 35,700千円、間接経費: 10,710千円)
2020年度: 28,730千円 (直接経費: 22,100千円、間接経費: 6,630千円)
キーワードアンモニア / 窒素固定 / 窒素 / 触媒
研究開始時の研究の概要

本研究代表者らは、2019年に常温常圧の極めて温和な反応条件下で、窒素ガスから水をプロトン源に用いて触媒的にアンモニアを高効率に合成する手法の開発に成功した。これまでの成果を踏まえて、これまに開発したものを超える触媒の開発とこれを利用した窒素分子の革新的な分子変換反応の開発を行うことが本研究の主目的である。得られる研究成果は、関連する幅広い研究分野にも大きなインパクトを与えることが予想される。また、次世代型アンモニア合成法の開発を実現できれば、学術的な成果に留まらず、工業的にも画期的な手法の開発となり、歴史に残る偉業と成り得る。その波及効果は国内に留まらず、世界的に見ても極めて大きい。

研究実績の概要

本研究代表者らは、これまでの過去約15年間に渡り取り組んできた触媒的窒素固定反応の開発に関する研究の集大成として、常温常圧の極めて温和な反応条件下で、窒素ガスから水をプロトン源に用いて触媒的にアンモニアを高効率に合成する手法の開発にごく最近に成功した(Nishibayashi et al, Nature, 2019)。これまでに達成した研究成果と既に得ている予備的知見を踏まえて、これまでに開発した一連の触媒を超える触媒の開発とこれを利用した反応性が極めて低い窒素分子の革新的な分子変換反応の開発を行うことが本研究の主目的である。得られる研究成果は、直接関連する研究分野に対して大きなブレークスルーを与えることをもちろん、関連する幅広い研究分野にも大きなインパクトを与えることが予想される。また、次世代型アンモニア合成法の開発を実現できれば、学術的な成果に留まらず、工業的にも画期的な手法の開発となり、歴史に残る偉業と成り得る。その波及効果は国内に留まらず、世界的に見ても極めて大きい。
2020年4月からの研究開始から約半年間の実施であったが、予備的知見について焦点を絞り検討を行った。本研究課題については別途に採択された基盤研究(S)の一部の研究課題として継続して検討を行う。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Reduction of Samarium Triiodide into Samarium Diiodide2020

    • 著者名/発表者名
      Arashiba Kazuya、Kanega Ryoichi、Himeda Yuichiro、Nishibayashi Yoshiaki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 号: 10 ページ: 1171-1173

    • DOI

      10.1246/cl.200429

    • NAID

      130007923168

    • 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] Cycling between Molybdenum‐Dinitrogen and ‐Nitride Complexes to Support the Reaction Pathway for Catalytic Formation of Ammonia from Dinitrogen2020

    • 著者名/発表者名
      Arashiba Kazuya、Tanaka Hiromasa、Yoshizawa Kazunari、Nishibayashi Yoshiaki
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 26 号: 59 ページ: 13383-13389

    • DOI

      10.1002/chem.202002200

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and reactivity of molybdenum complexes bearing pyrrole-based PNP-type pincer ligand2020

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Yoshiaki、Sekiguchi Yoshiya、Tanaka Hiromasa、Konomi Asuka、Yoshizawa Kazunari、Kuriyama Shogo、Nishibayashi Yoshiaki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 51 ページ: 6933-6936

    • DOI

      10.1039/d0cc02852e

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ruthenium-Catalyzed Propargylic Reduction of Propargylic Alcohols with Hantzsch Ester2020

    • 著者名/発表者名
      Haowei Ding, Ken Sakata, Shogo Kuriyama, and Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 39 号: 11 ページ: 2130-2134

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.0c00187

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iridium-catalyzed Formation of Silylamine from Dinitrogen under Ambient Reaction Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Ryosuke、Kuriyama Shogo、Tanaka Hiromasa、Konomi Asuka、Yoshizawa Kazunari、Nishibayashi Yoshiaki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 号: 7 ページ: 794-797

    • DOI

      10.1246/cl.200254

    • NAID

      130007872579

    • 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
  • [備考] 東京大学 大学院工学系研究科 システム創成学専攻 西林研究室

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/nishiba/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2021-12-27  

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