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非分子性金属クラスター上の複数の金属原子を活性点とする新規触媒反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25410079
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機化学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

上口 賢  国立研究開発法人理化学研究所, 侯有機金属化学研究室, 専任研究員 (10321746)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード不均一系触媒反応 / 反応開発 / 新規触媒開発 / 無機材料 / 金属クラスター化合物 / 固体酸塩基触媒 / 二元機能触媒 / モリブデンスルフィドクラスター / 超伝導シェブレル相 / ルイス酸 / 塩基 / ブレンステッド酸 / モリブデンハライド / クラスター / 金属原子協同効果
研究成果の概要

金属クラスターは直接結合した複数の金属原子から成り、金属原子の協同効果により新しい反応を行う触媒として期待されているが、従来我々が用いてきた水配位子を持つハロゲン配位型クラスターでは加熱による前処理時に水配位子からヒドロキソ配位子が生成し、主にこれが触媒活性点として働く一方、この配位子は金属原子から脱離しにくいため金属原子を活性点とする触媒反応の開発は難しかった。本研究では水配位子を持たないハロゲンまたは硫黄配位型非分子性クラスターを用いた結果、複数の金属原子が活性点として協同的に働き、脱水素や分解、種々のメチル化等、水配位子を持つクラスターでは行われない様々な反応が進行することを見いだした。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of chromenes by cyclizative condensation of phenols with α,β-unsaturated carbonyl compounds over halide cluster catalysts2016

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, Sayoko; Takahashi, Toru; Nasrin, Noor; Kamiguchi, Satoshi; Chihara, Teiji
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 45 号: 11 ページ: 1321-1323

    • DOI

      10.1246/cl.160681

    • NAID

      130005509482

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Catalytic Dehydrogenation of Alcohol over Solid-State Molybdenum Sulfide Clusters with an Octahedral Metal Framework2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kamiguchi, Kazu Okumura, Sayoko Nagashima, Teiji Chihara
    • 雑誌名

      Materials Research Bulletin

      巻: 72 ページ: 188-190

    • DOI

      10.1016/j.materresbull.2015.07.027

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal Activation of Solid-State Molybdenum Halide Clusters with an Octahedral Cluster Framework and Their Application to Catalytic Synthesis of 3-Methylpyridine from Piperidine and Methanol2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kamiguchi, Ryu Kajio, Hitomi Yamada, Hidetaka Yuge, Kazu Okumura, Hajime Iida, Sayoko Nagashima, Teiji Chihara
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 88 号: 8 ページ: 1116-1122

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150055

    • NAID

      130005092041

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solid-state molybdenum sulfide clusters with an octahedral metal framework as hydrogenation, dehydrogenation, and hydrogenolysis catalysts similar to the platinum group metals2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kamiguchi, Kanako Arai, Kazu Okumura, Hajime Iida, Sayoko Nagashima, Teiji Chihara
    • 雑誌名

      Applied Catalysis A: General

      巻: 505 ページ: 417-421

    • DOI

      10.1016/j.apcata.2015.04.036

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Catalytic ring-opening addition of thiols to epoxides in the gas-phaseover molecular rhenium sulfide cluster complexes [Re6S8X6] (X = Cl,OH, H2O) with retention of their octahedral metal frameworks2015

    • 著者名/発表者名
      Sayoko Nagashima, H. Nagashima, S. Furukawa, S. Kamiguchi, H. Kurokawa, T. Chihara
    • 雑誌名

      Applied Catalysis A: General

      巻: 497 ページ: 167-175

    • DOI

      10.1016/j.apcata.2015.03.007

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Common-sized Heterocyclic Compounds by Intramolecular Cyclization over Halide Cluster Catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Sayoko Nagashima, Tomoaki Sasaki, Satoshi Kamiguchi, Teiji Chihara
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 44 号: 6 ページ: 764-766

    • DOI

      10.1246/cl.150134

    • NAID

      130005074600

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Cracking of Methyl tert-Butyl Ether to Isobutene over Bronsted and Lewis Acid Siteson Solid-state Molybdenum Sulfide Clusters with an Octahedral Metal Framework2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kamiguchi, Yasunari Seki, Akiharu Satake, Kazu Okumura, Sayoko Nagashima, Teiji Chihara
    • 雑誌名

      J. Clust. Sci.

      巻: 25 号: 3 ページ: 1203-1224

    • DOI

      10.1007/s10876-014-0781-6

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Catalytically Active Octahedral Metal Halide Cluster Complexes2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kamiguchi, Sayoko Nagashima, Teiji Chihara
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 4 号: 2 ページ: 84-107

    • DOI

      10.3390/met4020084

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic Reactions over Halide Cluster Complexes of Group 5-7 Metals2014

    • 著者名/発表者名
      Sayoko Nagashima, Satoshi Kamiguchi, Teiji Chihara
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 4 号: 2 ページ: 215-313

    • DOI

      10.3390/met4020235

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic Activity of Molecular Rhenium Sulfide Clusters [Re6S8(OH)6-n(H2O)n](4-n)- (n = 0, 2, 4, 6) with Retention of the Octahedral Metal Frameworks: Dehydrogenation and Dehydration of 1,4-Butanediol2014

    • 著者名/発表者名
      Sayoko Nagashima, Shota Furukawa, Satoshi Kamiguchi, Ryu Kajio, Hiroshi Nagashima, Aritomo Yamaguchi, Mayuki Shirai, Hideki Kurokawa, Teiji Chihara
    • 雑誌名

      Journal of Cluster Science

      巻: 25 号: 5 ページ: 1203-1224

    • DOI

      10.1007/s10876-014-0700-x

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Solid-State Molybdenum Sulfide Clusters with an Octahedral Metal Framework to Catalysis: Ring-Opening of Tetrahydrofuran to Butyraldehyde2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kamiguchi, Kazu Okumura, Sayoko Nagashima, Teiji Chihara Kazu Okumura, Soichiro Ishida, Naonobu Katada
    • 雑誌名

      Journal of Cluster Science

      巻: 24 号: 2 ページ: 559-574

    • DOI

      10.1007/s10876-012-0534-3

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] S-Acylation of aliphatic and aromatic thiols with carboxylic acids and their esters over solid acid catalysts in the gas phase at temperatures above 200 ºC2013

    • 著者名/発表者名
      Sayoko Nagashima, Hitomi Yamazaki, Kentaro Kudo, Satoshi Kamiguchi, Teiji Chihara
    • 雑誌名

      Applied Catalysis A: General

      巻: 464-465 ページ: 332-338

    • DOI

      10.1016/j.apcata.2013.06.011

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] レニウムスルフィドクラスターを触媒とする塩化ベンゾイルによるFriedel-Craftsアシル化反応2014

    • 著者名/発表者名
      長島佐代子, 畑中秀仁, 長島 大, 上口 賢, 千原貞次
    • 学会等名
      第114回触媒討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] レニウムスルフィドクラスターを固体酸触媒とするチオールによるエポキシドの開環付加反応2014

    • 著者名/発表者名
      長島 大, 長島佐代子, 黒川秀樹, 上口 賢, 千原貞次
    • 学会等名
      第114回触媒討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] レニウムスルフィドクラスターを固体ルイス酸触媒とするエポキシドのチオールによる開環付加反応2014

    • 著者名/発表者名
      長島 大, 長島佐代子, 上口 賢, 千原貞次
    • 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)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Ring-opening of tetrahydrofuran to butyraldehyde by Lewis acid sites on solid-state molybdenum sulfide clusters with an octahedral metal framework2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kamiguchi, Kazu Okumura, Sayoko Nagashima, Teiji Chihara
    • 学会等名
      7th International Symposium on Acid-Base Catalysis
    • 発表場所
      TKP Garden City Shinagawa (Tokyo)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Vapor-Phase intramolecular eliminative cyclization of α,ω-disubstituted alkanes to yield heterocyclic compounds over halide cluster catalysts2013

    • 著者名/発表者名
      Sayoko Nagashima, Tomoaki Sasaki, Hitomi Yamazaki, Satoshi Kamiguchi, Teiji Chihara
    • 学会等名
      7th International Symposium on Acid-Base Catalysis
    • 発表場所
      TKP Garden City Shinagawa (Tokyo)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ハライドクラスター触媒によるフェノールとα,β-不飽和カルボニル化合物を原料とするSkraup型クロメン合成2013

    • 著者名/発表者名
      長島佐代子, Noor Nasrin, 上口 賢, 千原貞次
    • 学会等名
      第112回触媒討論会
    • 発表場所
      秋田大学(秋田県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] モリブデン6核スルフィドクラスターを固体酸触媒とするtert-ブチルメチルエーテル(MTBE)の分解反応2013

    • 著者名/発表者名
      上口 賢, 関 泰也, 佐竹彰治, 奥村 和, 長島佐代子, 千原貞次
    • 学会等名
      第112回触媒討論会
    • 発表場所
      秋田大学(秋田県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] モリブデンハライドクラスター [Mo6I8]I4 の活性化とピペリジンのメチル化脱水素触媒作用2013

    • 著者名/発表者名
      上口 賢, 山田仁美, 弓削秀隆, 奥村 和, 長島佐代子, 千原貞次
    • 学会等名
      錯体化学会第63回討論会
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ハライドクラスターを触媒とするチオール類のS-アルキル化反応2013

    • 著者名/発表者名
      長島佐代子, 工藤健太郎, 鎌田拓樹, 上口 賢, 千原貞次
    • 学会等名
      錯体化学会第63回討論会
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/organometallic/img/CV_kami11.pdf

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] アンモニア合成用触媒、及びその利用2017

    • 発明者名
      上口賢・侯召民
    • 権利者名
      上口賢・侯召民
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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