| 研究課題/領域番号 |
20H02751
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
砂田 祐輔 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70403988)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | 鉄 / ケイ素 / 金属ーケイ素反応場 / 触媒 / 結合活性化 / 脱水素カップリング / 骨格変換 / 普遍金属 / 不活性分子 / 活性化 / 14族元素 / 結合反応場 / 金属─14族元素反応場 / 不活性分子変換 / 金属ー14族元素反応場 / 水素発生 / 有機ゲルマニウム化合物 / 金属ー配位子反応場 / 配位不飽和 / 触媒的変換 / 不活性結合変換 / 金属―配位子反応場 / 不活性結合 / 不活性分子活性化 / 配位不飽和錯体 / 金属錯体触媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
遷移金属化合物を触媒とする物質変換は、現代の科学技術において重要な方法論のひとつとなっている。従来法では、触媒として貴金属化合物が多用されているが、これらは希少資源であるため高価であり、また生体毒性を示すことから、貴金属化合物に依存しない触媒的物質合成法の開発が強く望まれている。本研究では、鉄などの普遍金属を触媒とし、単純アルカンやアレーンなどの不活性な分子を原料とする触媒的な物質変換法を開発し、資源・環境・エネルギー問題の解決に資する新しい化成品合成法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
鉄に代表される普遍金属から構成される触媒開発は従来法で汎用される貴金属触媒の代替としての機能が期待される。一般に鉄錯体は貴金属錯体触媒でみられる反応基質の結合活性化に対し低活性であることが多い。一方本研究では、金属中心へのケイ素配位子の導入により構築される「金属―ケイ素結合」を基質活性化のための反応場として活用する独自手法に立脚することで、水素分子やヒドロシランなどの活性化を高効率で可能な鉄錯体触媒の開発を達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
触媒的な物質合成は現在の物質社会を担う鍵技術の一つである。従来法においては、パラジウムや白金などの貴金属触媒が用いられている。一方、鉄に代表される3d金属は豊富に存在するため安価で入手容易な金属であるため、貴金属代替として有望であるが、貴金属類と類似の触媒機能の発現は困難であった。本研究では、鉄中心に対し有機ケイ素部位を配位として導入し「鉄―ケイ素結合反応場」を構築・活用することで、従来貴金属触媒により実現されてきた結合活性化が鉄触媒においても可能となることを見出した。すなわち貴金属代替となる普遍金属触媒の開発に向けた新概念を確立し、次世代型の省資源な物質変換法の開発に向けた基盤を構築した。
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