実用化を指向した二酸化炭素固定化反応の高度化

• 研究課題/領域番号: 24245019
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 東京工業大学
• 研究代表者: 岩澤 伸治 東京工業大学, 理学院, 教授 (40168563)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円); 2016年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円); 2015年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円); 2014年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2013年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2012年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 二酸化炭素固定化 / 有機化学 / 有機金属化学 / 二酸化炭素 / 合成化学 / ピンサー錯体 / 炭素－水素結合活性化 / ヒドロカルボキシル化

研究成果の概要

本研究では、二酸化炭素を炭素源として用い炭素－炭素結合を生成しつつカルボン酸誘導体を合成する反応に関し、これまでの研究成果を基盤として、これを有用かつ実用的な反応へと大きく展開、また新たな反応を開発することを目指し研究を行った。その結果、ヒドロカルボキシル化反応、単純芳香族化合物のC-H結合活性化－カルボキシル化反応、ギ酸塩を用いる還元手法、可視光エネルギーを利用する還元手法、新しいカルボキシル化反応の開発等、革新的な研究成果を挙げることができた。

研究成果

• [国際共同研究] ICIQ(Spain)
• [雑誌論文] Mechanistic Study of the Rhodium-Catalyzed Carboxylation of Simple Aromatic Compounds with Carbon Dioxide (2017)
  • 著者名/発表者名: Suga, T.; Saitou, T.; Takaya J.; Iwasawa, N.
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 8 号: 2 ページ: 1454-1462
  • DOI: 10.1039/c6sc03838g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of a Visible Light-Driven Hydrocarboxylation Cycle of Alkenes by the Combined Use of Rh(I) and Photoredox Catalysts (2017)
  • 著者名/発表者名: Murata, K.; Numasawa, N.; Shimomaki, K.; Takaya, J.; Iwasawa, N.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 53 号: 21 ページ: 3098-3101
  • DOI: 10.1039/c7cc00678k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metallic Reductant-Free Synthesis of α-Substituted Propionic Acid Derivatives through Hydrocarboxylation of Alkenes with Formate Salt (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaya, J.; Miyama, K.; Zhu, C.; Iwasawa, N.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 53 号: 28 ページ: 3982-3985
  • DOI: 10.1039/c7cc01377a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis, Structure, and Catalysis of Palladium Complexes Bearing a Group 13 Metalloligand: Remarkable Effect of an Aluminum-Metalloligand in Hydrosilylation of CO2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaya Jun、Iwasawa Nobuharu
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 139 号: 17 ページ: 6074-6077
  • DOI: 10.1021/jacs.7b02553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visible Light-Driven Carboxylation of Aryl Halides by the Combined Use of Palladium and Photoredox Catalysts (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Shimomaki, K. Murata, R. Martin, N. Iwasawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 139 号: 28 ページ: 9467-9470
  • DOI: 10.1021/jacs.7b04838
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Use of Formate Salts as a Hydride and a CO2 Source in PGeP-Palladium Complex-Catalyzed Hydrocarboxylation of Allenes (2015)
  • 著者名/発表者名: C. Zhu, J. Takaya, and N. Iwasawa
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 17 号: 7 ページ: 1814-1817
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b00692
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct Carboxylation of Simple Arenes with CO2 through a Rhodium-Catalyzed C-H Bond Activation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Suga, H. Mizuno, J. Takaya and N. Iwasawa
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 号: 92 ページ: 14360-14363
  • DOI: 10.1039/c4cc06188h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Palladium (II)-Catalyzed Direct Carboxylation of Alkenyl C-H Bonds with CO_2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kota Sasano, Jun Takaya, Nobuharu Iwasawa
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 135 号: 30 ページ: 10954-10957
  • DOI: 10.1021/ja405503y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Structure, and Catalytic Activity of Palladium Complexes Bearing a Tridentate PXP-Pincer Ligand of Heavier Group 14 Element (X=Ge, Sn) (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Takaya
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 41 号: 9 ページ: 967-969
  • DOI: 10.1246/cl.2012.967
  • NAID: 130004426701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic, Direct Synthesis of Bis(boronate) Compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Takaya
  • 雑誌名: ACS Catalysis 巻: 2 号: 9 ページ: 1993-2006
  • DOI: 10.1021/cs300320u
  • 査読あり
• [学会発表] PSiP-ピンサー型パラジウム錯体を用いる有機合成反応の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 第21回ケイ素化学協会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 可視光エネルギーを利用するカルボキシル化反応 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
  • 招待講演
• [学会発表] ロジウム (I) 及びレドックス光増感剤を触媒として用いる可視光駆動型ヒドロカルボキシル化反応の効率化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 沼澤宣次、下牧克也、村田慧、岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会第９８春季年会
• [学会発表] Visible-light Driven Carboxylation Reactions (2017)
  • 著者名/発表者名: Nobuharu Iwasawa
  • 学会等名: 1st Singapore Japan Germany Trilateral Symposium on Precision Synthesis & Catalysis
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 二酸化炭素固定化反応における還元手法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 招待講演
• [学会発表] 遷移金属触媒を用いた二酸化炭素との炭素－炭素結合形成反応の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 第119回触媒討論会
  • 招待講演
• [学会発表] 遷移金属錯体触媒を用いるカルボキシル化反応の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 第28回グリーンケミストリーフォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] Visible Light-Driven Carboxylation of Aryl Halides by the Combined Use of Pd and Photoredox Catalysts (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Shimomaki, Kei Murata, Nobuharu Iwasawa
  • 学会等名: 19th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS 19)
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis, Structure, and Catalysis of Palladium Complexes Bearing a Group 13 Metalloligand: Remarkable Effect of an Al-Metalloligand in Hydrosilylation of CO2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Takaya, Nobuharu Iwasawa
  • 学会等名: 19th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS 19)
  • 国際学会
• [学会発表] ホスフィノメチル基の置換したNHC‐ニッケル錯体を用いたエチレンと二酸化炭素からのアクリル酸の触媒的合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 張錦良、山田凌輔、伊藤龍好、高橋講平、岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会 第97春季年会
• [学会発表] ポリマー架橋型ビスホスフィン配位子を用いた単純芳香族化合物のC-H結合カルボキシル化反応の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 齋藤崇伸、鷹谷絢、浅野輝一、千葉成倫、岩井智弘、澤村正也、岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会 第97春季年会
• [学会発表] パラジウム及び光酸化還元触媒を用いるハロゲン化アリールの可視光駆動型カルボキシル化反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 下牧克也、村田慧、ルーベン マーティン、岩澤伸治
  • 学会等名: 第64回有機金属化学討論会
• [学会発表] Ruthenium-catalyzed Synthesis of Acrylic Acid from Ethylene and CO2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuyoshi Ito, Kohei Takahashi, Nobuharu Iwasawa
  • 学会等名: 日本化学会第９８春季年会
• [学会発表] 高周期14族元素含有ピンサー型配位子をもつ6族金属錯体の合成と反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 永松麻由子、三浦律男、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会第９６春季年会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] CO2を用いる炭素-水素結合の直接カルボキシル化反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会第９６春季年会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2016-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] Si-キラルPSiP-ピンサー型パラジウム錯体を触媒とするエナンチオ選択的ヒドロカルボキシル化反応の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田凌輔、伊藤龍好、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会第９６春季年会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Reductants for Hydrocarboxylation Reactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobuharu Iwasawa
  • 学会等名: 9th Asian-European Symposium on Metal-Mediated Efficient Organic Synthesis
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 新しい反応活性種創製法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 有機金属の大潮流
  • 招待講演
• [学会発表] 遷移金属触媒を用いるカルボキシル化反応の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 有機合成化学ミニシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Enantioselective Hydrocarboxylation Reaction Catalyzed by Si-Chiral PSiP-Pincer Type Palladium Complexes (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Yamada, Tatsuyoshi Ito, Jun Takaya, Nobuharu Iwasawa
  • 学会等名: International Symposium on C-O Activation (ISCO-2016)
  • 国際学会
• [学会発表] Pyrazole as a Removable Directing Group in Rhodium-Catalyzed Direct Carboxylation of Alkenyl C－H Bond with CO2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Takanobu Saitou, Kotaro Isobe, Takuya Suga, Jun Takaya, Nobuharu Iwasawa
  • 学会等名: International Symposium on C-O Activation (ISCO-2016)
  • 国際学会
• [学会発表] ロジウム（I）及び光酸化還元触媒を用いる可視光駆動型ヒドロカルボキシル化反応の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村田慧、沼澤宣次、下牧克也、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 第63回有機金属化学討論会
• [学会発表] ピラゾールを除去可能な配向性官能基とするロジウム触媒を用いたアルケニル炭素-水素結合の直接的カルボキシル化反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤崇伸、磯部孝太郎、深山航、菅拓也、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 第６２回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] 遷移金属錯体触媒を用いたsp2炭素－水素結合のカルボキシル化反応の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 第48回有機金属若手の会夏の学校
  • 発表場所: 白浜荘（滋賀）
  • 年月日: 2015-07-13
  • 招待講演
• [学会発表] Transition Metal-Catalyzed Direct Carboxylation of sp2 C-H Bonds (2015)
  • 著者名/発表者名: Nobuharu Iwasawa
  • 学会等名: the 18th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (18th OMCOS)
  • 発表場所: Sitges (Spain)
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 遷移金属触媒を用いる カルボキシル化反応の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 第42回有機金属化学セミナー
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都
  • 年月日: 2015-06-12
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanistic Study of Rhodium-Catalyzed Caboxylation of Simple Aromatic Compounds with Carbon Dioxide (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Suga, J. TAKAYA, N. IWASAWA
  • 学会等名: 日本化学会 第95春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] ピラゾールを除去可能な配向性官能基として利用するアルケン類のC-H結合カルボキシル化反応の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 崇伸、深山 航、鷹谷 絢，岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会 第95春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] PGeP-ピンサー型パラジウム錯体を触媒とするアルケン 類のヒドロカルボキシル化反応の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 深山航、鷹谷絢 、岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会 第95春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 遷移金属触媒を用いるカルボキシル化反応の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 第１１回触媒相模セミナー
  • 発表場所: 綾瀬
  • 年月日: 2014-11-13
  • 招待講演
• [学会発表] Development of PGeP-Palladium Complex-Catalyzed Hydrocarboxylation Reaction of Alkenes and Alkynes with CO2 (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Miyama, S. Nakamura, T. Ito, J. Takaya, N. Iwasawa
  • 学会等名: The Second International Conference on Organometallic and Catalysis
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2014-10-26 – 2014-10-29
• [学会発表] ロジウム触媒による二酸化炭素を用いた単純芳香族化合物のC-H結合カルボキシル化反応の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅 拓也、水野 肇、鷹谷 絢、岩澤 伸治
  • 学会等名: 第61回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-25
• [学会発表] PGeP-ピンサー型パラジウム錯体を触媒とするギ酸塩を用いたアレン類のヒドロカルボキシル化反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朱 川、佐々野 浩太、鷹谷 絢、岩澤 伸治
  • 学会等名: 第61回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-25
• [学会発表] 光学活性 PSiP ピンサー型パラジウム錯体を触媒とするエナンチオ選択的ヒドロカル ボキシル化反応の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田凌輔、伊藤龍好、安藤祐一朗、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 第31回有機合成化学セミナー
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 遷移金属触媒を用いるsp2炭素–水素結合の直接カルボキシル化反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩澤伸治
  • 学会等名: 第２６回万有札幌シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-07-05
  • 招待講演
• [学会発表] PGeP-ピンサー型パラジウム錯体の創製に基づくアルキンまたはアルケンのヒドロカルボキシル化反応の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深山航、鷹谷絢 、岩澤伸治
  • 学会等名: 第3回 JACI/GSC シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-05-22
• [学会発表] パラジウム触媒を用いるアルケニル炭素-水素結合の直接的カルボキシル化反応における反応機構解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々野浩太、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学、愛知
• [学会発表] ロジウム触媒による二酸化炭素を用いた単純芳香族化合物のC－H結合カルボキシル化反応の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅拓也、水野肇、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学、愛知
• [学会発表] PGeP-ピンサー型パラジウム錯体を触媒とするギ酸塩を用いたアレン類のヒドロカルボキシル化反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朱川、佐々野浩太、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学、愛知県
• [学会発表] Rhodium-Catalyzed Direct Carboxylation Reaction of sp2 C-H Bond (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Iwasawa, H. Mizuno, T. Suga, K. Isobe, J. Takaya
  • 学会等名: Title: 16th International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis
  • 発表場所: Hokkaido Univ., Sapporo
  • 招待講演
• [学会発表] Rhodium- and Palladium-Catalyzed Direct Carboxylation Reaction of sp2 C-H Bond (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Iwasawa
  • 学会等名: The 16th Korea-Japan Seminar on Organic Chemistry
  • 発表場所: Akiho Crescent Hotel, Miyagi
  • 招待講演
• [学会発表] Palladium(II)-Catalyzed Direct Carboxylation of Alkenyl C-H Bondswith CO2 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sasano, J. Takaya, and N. Iwasawa
  • 学会等名: 17th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
  • 発表場所: Colorado State Univ., USA
• [学会発表] ゲルマニウム含有ピンサー型配位子を持つアルキルパラジウム錯体の合成と反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 深山航、中村修平、伊藤龍好、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 第60回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 学習院大学、東京
• [学会発表] パラジウム触媒を用いるアルケニル炭素－水素結合の直接的カルボキシル化反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々野浩太、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 第60回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 学習院大学、東京
• [学会発表] ゲルマニウム含有ピンサー型配位子を持つアルキルパラジウム錯体の合成と反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 深山航、中村修平、伊藤龍好、鷹谷絢、岩澤伸治
  • 学会等名: 第30回有機合成化学セミナー
  • 発表場所: せとうち児島ホテル、岡山
• [学会発表] PSiP-ピンサー型パラジウム錯体を触媒とする1,3-ジエン類の脱水素ボリル化反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井口聖一朗
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 同志社大学、滋賀県
• [学会発表] PSiPピンサー型パラジウム錯体を触媒とするアルキン類の1,2-ジアルミニウム化反応の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安藤祐一朗
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 同志社大学、滋賀県
• [学会発表] ロジウム触媒によるアルケン類の炭素―水素結合活性化を契機とした二酸化炭素固定化反応の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 磯部孝太郎
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 同志社大学、滋賀県
• [学会発表] New Catalytic Reactions Utilizing PSiP Pincer-Type Boryl Palladium Complexes (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Iwasawa
  • 学会等名: 7th Asian European Symposium on Metal-Mediated Efficient Organic Synthesis
  • 発表場所: ICIQ, Tarragona, Spain
  • 招待講演
• [学会発表] PSiP-ピンサー型パラジウム錯体を触媒とする1,3-ジエン類の脱水素ボリル化反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井口聖一朗
  • 学会等名: 第29回有機合成化学セミナー
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター、静岡県
• [学会発表] 二種の5配位ボリルパラジウム錯体の選択的合成とその反応機構解析：ケイ素－水素結合の動的挙動に基づくホウ素－パラジウム結合形成の新機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鷹谷絢
  • 学会等名: 第59回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス、大阪府
• [学会発表] PSiP-ピンサー型パラジウム錯体を触媒とする1,3-ジエン類の脱水素ボリル化反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井口聖一朗
  • 学会等名: 第59回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス、大阪府
• [学会発表] 光学活性PSiP-ピンサー型パラジウム錯体の合成と触媒的不斉ヒドロカルボキシル化反応の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤龍好
  • 学会等名: 第2回 CSJ化学フェスタ2012
  • 発表場所: 東工大蔵前会館、東京都
• [産業財産権] ギ酸塩を用いるアルケン類のヒドロカルボキシル化 (2015)
  • 発明者名: 岩澤伸治、鷹谷 絢、深山 航、川本教博
  • 権利者名: 岩澤伸治、鷹谷 絢、深山 航、川本教博
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-01-22