物質設計と反応速度解析による新規触媒反応開拓

• 研究課題/領域番号: 22350005
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐々木 岳彦 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (90242099)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円); 2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: ナノ結晶 / 反応性 / 構造 / 電子状態 / 触媒反応 / 酸化セリウム / パラジウム / 固定化イオン液体触媒 / TAP / 密度汎関数法計算 / 電子構造 / 白金クラスター / 金ナノ粒子 / EXAFS / TEM / 物質設計 / ナノ粒子 / 酸化コバルト / 固体触媒反応 / 炭酸マンガン / 形状制御 / 計算化学 / 階層性 / ナノベルト / ベンズイミダゾール誘導体

研究概要

従来報告されていなかったナノベルト状のCo(OH)3を合成し、構造を報告することができた。また、Co3O4のナノ結晶の形状を界面活性剤の使い分けにより制御することができた。コバルト酸化物や水酸化物がオルトフェニレンジアミンとベンズアルデヒドからベンゾイミダゾール生成の良好な触媒となることを見出した。また、銅、白金、金触媒や水素化脱硫触媒のXAFS測定やXPS測定を行うことで、反応性と構造・電子状態との相関の情報を得た。また、Pd含有固定化イオン液体触媒がカルボニレーション反応やカルボニル化を伴うSuzukiカップリング反応に有効であることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Efficient, recyclable and phosphine-free carbonylative Suzuki coupling reaction using immobilized palladium ion-containing ionic liquid : Synthesis of aryl ketones and heteroaryl ketones (2013)
  • 著者名/発表者名: M.V. Khedkar, T. Sasaki, B.M. Bhanage
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 3 号: 21 ページ: 7791-7797
  • DOI: 10.1039/c3ra40730f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immobilized Palladium Metal-Containing Ionic Liquid-Catalyzed Alkoxycarbonylation, Phenoxycarbonylation, and Aminocarbonylation Reactions (2013)
  • 著者名/発表者名: M.V. Khedkar, T. Sasaki, B.M. Bhanage
  • 雑誌名: ACS Catal 巻: 3 号: 3 ページ: 287-293
  • DOI: 10.1021/cs300719r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultradeep hydrodesulfurization of diesel fuels using highly efficient nanoalumina-supported catalysts : Impact of support, phosphorus, and/or boron on the structure and catalytic activity (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Rashidi, T. Sasaki, A.M. Rashidi, A.N. Kharat, K. J. Jozani
  • 雑誌名: J. Catal 巻: 299 ページ: 321-335
  • DOI: 10.1016/j.jcat.2012.11.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gold nanoparticles stabilized on nanocrystalline magnesium oxide as an active catalyst for reduction of nitroarenes in aqueous medium at room temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Layek, M.L. Kantam, M. Shirai, D. Nishio-Hamane, T. Sasaki and H. Maheswaran
  • 雑誌名: Green Chemistry 巻: 14 号: 11 ページ: 3164-3174
  • DOI: 10.1039/c2gc35917k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aqueous phase reforming of glycerol to 1,2-propanediol over Pt-nanoparticles supported on hydrotalcite in the absence of hydrogen (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Pendem, P. Gupta, N. Chaudhary, S. Singh, J. Kumar, T. Sasaki, A. Datta, and R. Bal
  • 雑誌名: Green Chemistry 巻: 14 号: 11 ページ: 3107-3113
  • DOI: 10.1039/c2gc36019e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room temperature selective oxidation of cyclohexane over Cu-nanoclusters supported on nanocrystalline Cr_2O_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: B. Sarkar, P. Prajapati, R. Tiwari, R. Tiwari, S. Ghosh, S. S. Acharyya, C. Pendem, R.K. Singha, L.N.S. Konathala, J. Kumar, T. Sasaki, and R. Bal
  • 雑誌名: Green Chemistry 巻: 14 号: 9 ページ: 2600-2606
  • DOI: 10.1039/c2gc35658a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room temperature synthesis of benzimidazole derivatives using reusable cobalt hydroxide (II) and cobalt oxide (II) as efficient solid catalysts (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Adharvana Chari, D. Shobha, T. Sasaki
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 巻: 52 号: 43 ページ: 5575-5580
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2011.08.047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphological Control of Single Crystalline Co_3O_4 Polyhedrons : Selective and Non-selective Growth of Crystal Planes Directed by Differently Charged Surfactants and Solvents (2010)
  • 著者名/発表者名: Jinhu Yang and Takehiko Sasaki
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 10 号: 3 ページ: 1233-1236
  • DOI: 10.1021/cg9012284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Co(OH)3 Nanobelts : Synthesis, Characterization and Shape-preserved Transformation to Pseudo-single-crystalline Co_3O_4 Nanobelts (2010)
  • 著者名/発表者名: Jinhu Yang, Hiroshi Hyodo, Kaoru Kimura and Takehiko Sasaki
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 21 号: 4 ページ: 45605-11
  • DOI: 10.1088/0957-4484/21/4/045605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Co(OH)_3 Nanobelts : Synthesis, Characterization and Shape-preserved Transformation to Pseudo-single-crystalline Co_3O_4 Nanobelts (2010)
  • 著者名/発表者名: Jinhu Yang, Hiroshi Hyodo, Kaoru Kimura, Takehiko Sasaki
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 21 ページ: 45605-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alternative Selective Oxidation Pathways for Aldehyde Oxidation and Alkene Epoxidation on a SiO_2-Supported Ru-Monomer Complex Catalyst (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Tada, S.Muratsugu, M.Kinoshita, T.Sasaki, Y.Iwasawa
  • 雑誌名: J Am.Chem.Soc. 巻: 132 ページ: 713-724
  • 査読あり
• [学会発表] Pd 含有固定化イオン液体触媒によるカルボニル化を伴うSuzuki カップリング反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: M.V. Khedkar, 佐々木岳彦, B.M. Bhanage
  • 学会等名: 日本化学会第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] パラジウム含有固定化イオン液体触媒によるカルボニレーション反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: M.V. Khedkar, 佐々木岳彦, B.M. Bhanage
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 秋田大学
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] Materials development for catalytic reactions : nanocrystals and ionic liquids (2013)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Sasaki
  • 学会等名: Indo-Japan Conference on Catalysis : A Green Chemistry Approach
  • 発表場所: インド ムンバイICT
  • 年月日: 2013-02-13
  • 招待講演
• [学会発表] Syntheses of benzimidazole derivatives using cobalt oxides (2013)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Sasaki
  • 学会等名: CoO in MCM-41 and ceria, Catsymp-21
  • 発表場所: インド ハイデラバード IICT
  • 年月日: 2013-02-11
  • 招待講演
• [学会発表] 金属酸化物による二酸化炭素の固定化 : 2-ヒドロキシベンゾイミダゾールの生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木岳彦
  • 学会等名: 第110回触媒討論会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] 修飾銅電極表面を用いた二酸化炭素の変換 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木岳彦, 野口将希
  • 学会等名: 日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Shape and Size Control of Manganese Carbonate and Manganese Oxide Nano Particles (2011)
  • 著者名/発表者名: Giuseppe Granata, 佐々木岳彦
  • 学会等名: 日本表面科学会東北・北海道支部講演会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] パラジウム含有固定化イオン液体触媒によるカルボニレーション反応
  • 著者名/発表者名: M.V. Khedkar, 佐々木 岳彦、 B.M. Bhanage
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 秋田大学
• [学会発表] Pd含有固定化イオン液体触媒によるカルボニル化を伴うSuzukiカップリング反応
  • 著者名/発表者名: M.V. Khedkar, 佐々木 岳彦、 B.M. Bhanage
  • 学会等名: 日本化学会 第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 金属酸化物による二酸化炭素の固定化：２－ヒドロキシベンゾイミダゾールの生成
  • 著者名/発表者名: 佐々木岳彦
  • 学会等名: 第１１０回触媒討論会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] Syntheses of benzimidazole derivatives using cobalt oxides, CoO in MCM-41 and ceria
  • 著者名/発表者名: 佐々木岳彦
  • 学会等名: Catsymp-21
  • 発表場所: インド ハイデラバード
  • 招待講演
• [学会発表] Materials development for catalytic reactions: nanocrystals and ionic liquids
  • 著者名/発表者名: 佐々木岳彦
  • 学会等名: Indo-Japan Conference on Catalysis: A Green Chemistry Approach
  • 発表場所: インド ムンバイ
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://sas.k.u-tokyo.ac.jp/