二酸化炭素の資源化を指向する触媒的固定化反応の開発

• 研究課題/領域番号: 23350047
• 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: 合成化学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 山田 徹 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40296752)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円); 2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2011年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: 合成化学 / 触媒・化学プロセス / 二酸化炭素 / 廃棄物再資源化

研究成果の概要

銀触媒の存在下，二酸化炭素がプロパルギルアルコールに導入され，対応する環状カーボナートが得られる。本研究ではアルキン活性化を利用し炭素－炭素結合形成を伴う二酸化炭素固定化を試みた。アルキンを有するカルボニル化合物に塩基の存在下，二酸化炭素と反応させると，五員環ラクトンが得られた。この系をo-アルキニルアニリンに適用すると，アルキンに対しカルバミン酸アニオンが環化付加した，対応するベンゾキサジン－２－オンが得られた。塩基にDBUを用いると， 4-ヒドロキシキノリン-2(1H)-オンが得られた。これは一次生成物に塩基が作用し，イソシアナート経由の分子内転位によることを赤外吸収スペクトルで確定した。

研究成果

• [雑誌論文] Cobalt-Catalyzed Reductive Carboxylation of α,β-Unsaturated Compounds with Carbon Dioxide (2015)
  • 著者名/発表者名: C. Hayashi, T. Hayashi, and T. Yamada
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: 88 号: 6 ページ: 862-870
  • DOI: 10.1246/bcsj.20150043
  • NAID: 130005075685
  • ISSN: 0009-2673, 1348-0634
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon Dioxide Incorporation into Alkylenic Compounds Mediated by Silver Catalyst (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Kikuchi and T. Yamada
  • 雑誌名: The Chemical Record 巻: 14 号: 1 ページ: 62-69
  • DOI: 10.1002/tcr.201300025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cobalt-Catalyzed Reductive Carboxylation on α,β-Unsaturated Nitriles with Carbon Dioxide (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Hayashi, T. Hayashi, S. Kikuchi and T. Yamada
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 43 号: 4 ページ: 565-567
  • DOI: 10.1246/cl.131163
  • NAID: 130004868031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silver-catalyzed Efficient Synthesis of Vinylene Carbonate Derivatives from Carbon Dioxide (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Ugajin, S. Kikuchi, and T. Yamada
  • 雑誌名: Synlett 巻: 25 号: 08 ページ: 1178-1180
  • DOI: 10.1055/s-0033-1341047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Method of Tetramic Acid Synthesis: Silver-Catalyzed Carbon Dioxide Incorporation into Propargylic Amine and Intramolecular Rearrangement (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida, R. Kobayashi, and T. Yamada
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 16 号: 9 ページ: 2430-2433
  • DOI: 10.1021/ol500806u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Preparation of 4-Hydroxyquinolin-2(1H)-one Derivatives with Silver-Catalyzed Carbon Dioxide Incorporation and Intramolecular Rearrangement (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida, S. Kikuchi, and T. Yamada
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 15 号: 14 ページ: 3710-3713
  • DOI: 10.1021/ol401571r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silver-Catalyzed C-C Bond Formation with Carbon Dioxide: Significant Synthesis of Dihydroisobenzofurans (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sekine, A. Takayanagi, S. Kikuchi, and T. Yamada
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 49 号: 96 ページ: 11320-11322
  • DOI: 10.1039/c3cc47221c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silver-Catalyzed Incorporation of Carbon Dioxide into o-Alkynylaniline Derivatives (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonobu Ishida
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 15 号: 4 ページ: 848-851
  • DOI: 10.1021/ol303534w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic C-C Bond Formation with Carbon Dioxide by Silver Catalyst (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Kikuchi
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 号: 28 ページ: 6989-6992
  • DOI: 10.1002/anie.201201399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silver-Catalyzed Carbon Dioxide Incorporation and Rearrangement on Propargylic Derivatives (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Kikuchi, et al
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: 84 号: 7 ページ: 698-717
  • DOI: 10.1246/bcsj.20110078
  • NAID: 130004152943
  • ISSN: 0009-2673, 1348-0634
  • 査読あり
• [雑誌論文] VCDを用いる光学活性環状炭酸エステルの絶対立体配置の決定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田徹
  • 雑誌名: JASCO Report 巻: 53 ページ: 1-5
  • NAID: 40018864784
• [学会発表] Silver-Catalyzed C-C Bond Formation with Carbon Dioxide (2014)
  • 著者名/発表者名: Tohru Yamada, Kohei Sekine, Tomonobu Ishida
  • 学会等名: International Conference on Ormanometallic Chemistry 2014
  • 発表場所: ロイトン札幌 （北海道札幌市中央区）
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-18
• [学会発表] 銀塩の触媒的アルキン活性化および分子内転位によるアルキニルアミン誘導体への二酸化炭素固定化反応（１） (2014)
  • 著者名/発表者名: 石田智信・菊地哲・山田徹
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス （愛知県名古屋市千種区）
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] 銀塩の触媒的アルキン活性化および分子内転位によるアルキニルアミン誘導体への二酸化炭素固定化反応（２） (2014)
  • 著者名/発表者名: 石田智信・小林遼・菊地哲・山田徹
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス （愛知県名古屋市千種区）
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] 銀触媒によるアルキンの活性化を利用するケトン化合物に対する炭素-炭素結合形成を伴う二酸化炭素固定化反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関根康平・石田智信・高柳綾乃・菊地哲・山田徹
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス （愛知県名古屋市千種区）
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] 二酸化炭素を用いるα,β-不飽和ニトリルのコバルト(II)触媒 還元的カルボキシル化反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林知佳・林卓夫・菊地哲・山田徹
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス （愛知県名古屋市千種区）
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] 銀触媒によるアルキンの活性化を鍵工程とする二酸化炭素固定化反応:炭素-炭素結合形成反応(1) (2012)
  • 著者名/発表者名: 石田智信
  • 学会等名: 第92日本化学会春季年会
  • 発表場所: 横浜市港北区
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 銀触媒によるアルキンの活性化を鍵工程とする二酸化炭素固定化反応:炭素-炭素結合形成反応(2) (2012)
  • 著者名/発表者名: 関根康平
  • 学会等名: 第92日本化学会春季年会
  • 発表場所: 横浜市港北区
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 触媒的不斉合成反応2題(1)コバルト錯体触媒による不斉ボロヒドリド還元反応の新展開(2)銀触媒による二酸化炭素の不斉固定化反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田徹
  • 学会等名: 触媒学会横浜地区講演会
  • 発表場所: 横浜市緑区(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-24
• [学会発表] Silver-Catalyzed Enantioselective CO_2 Incorporation into Bispropargylic Alcohols (2011)
  • 著者名/発表者名: Tohru Yamada
  • 学会等名: Catalysis and Fine Chemicals 2011
  • 発表場所: 奈良県奈良市(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-06
• [学会発表] Silver-Catalyzed Enantioselective CO_2 Incorporation into Bispropargylic Alcohols (2011)
  • 著者名/発表者名: Tohru Yamada
  • 学会等名: 10^<th> International Symposium on Organic Reactions (ISOR10)
  • 発表場所: 横浜市港北区(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] 銀触媒による二酸化炭素の不斉固定化反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田徹
  • 学会等名: 第108回触媒討論会
  • 発表場所: 北海道北見市
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Silver-Catalyzed Enantioselective CO_2 Incorporation into Bispropargylic Alcohols (2011)
  • 著者名/発表者名: Tohru Yamada
  • 学会等名: 14^<th> Asian Chemical Congress 2011
  • 発表場所: Bangkok,タイ王国(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Silver-Catalyzed Enantioselective CO_2 Incorporation into Bispropargylic Alcohols (2011)
  • 著者名/発表者名: Tohru Yamada
  • 学会等名: Pre-Symposium at Siem Reap, 14^<th> Asian Chemical Congress 2011
  • 発表場所: Siem Reap,カンボジア(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-04
• [学会発表] Silver-Catalyzed Enantioselective Carbon Dioxide Incorporation into Bispropargylic Alcohols (2011)
  • 著者名/発表者名: Tohru Yamada
  • 学会等名: OMCOS16
  • 発表場所: 上海,中華人民共和国
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] コバルト錯体触媒を用いるα,β-不飽和ニトリルの二酸化炭素による還元的カルボキシル化反応（１）
  • 著者名/発表者名: 林 知佳
  • 学会等名: 日本化学会第９３春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこくさつキャンパス
• [学会発表] コバルト錯体触媒を用いるα,β-不飽和ニトリルの二酸化炭素による還元的カルボキシル化反応（２）
  • 著者名/発表者名: 林 卓央
  • 学会等名: 日本化学会第９３春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこくさつキャンパス
• [学会発表] 銀触媒による炭素-炭素三重結合の活性化を鍵工程とする第２級プロパルギルアルコールへの二酸化炭素固定化反応
  • 著者名/発表者名: 宇賀神 理恵
  • 学会等名: 日本化学会第９３春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこくさつキャンパス
• [学会発表] 銀触媒による炭素-炭素三重結合の活性化を鍵工程とするo-アルキニルアニリン誘導体への二酸化炭素固定化反応
  • 著者名/発表者名: 石田 智信
  • 学会等名: 日本化学会第９３春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこくさつキャンパス
• [学会発表] 銀触媒によるアルキンの活性化を鍵工程とする二酸化炭素との炭素-炭素結合形成反応（１）
  • 著者名/発表者名: 関根 康平
  • 学会等名: 日本化学会第９３春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこくさつキャンパス
• [学会発表] 銀触媒によるアルキンの活性化を鍵工程とする二酸化炭素との炭素-炭素結合形成反応（２）
  • 著者名/発表者名: 髙栁 綾乃
  • 学会等名: 日本化学会第９３春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこくさつキャンパス
• [学会発表] Silver-Catalyzed Carbon Dioxide Incorporation Reaction on Alkyne Derivatives
  • 著者名/発表者名: 山田 徹
  • 学会等名: XXV International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC)
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
• [図書] 二酸化炭素の直接利用最新技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊地 哲
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス