合成触媒としての低原子価ニオブの超高度利用に基づく革新的分子変換技術

• 研究課題/領域番号: 25410122
• 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: 合成化学
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 大洞 康嗣 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (50312418)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 触媒・化学プロセス / ニオブ触媒 / 低原子価ニオブ / 前周期金属触媒 / フィードストック / 効率的合成 / 合成触媒

研究成果の概要

均一系金属触媒を用いた物質生産プロセス開発はグリーンケミストリーの推進にとって不可欠な技術である。しかし、既存の触媒合成プロセスは稀少金属資源の利用に大きく依存している。そのため、高活性汎用金属触媒開発は挑戦すべき課題である。本研究では、新規高活性低原子価ニオブ化合物の合成法の開発および、それらを触媒として用いた環境調和型分子変換反応を達成した。本研究では、ペンタアルコキシニオブあるいは五塩化ニオブから得られたニオブ種を用いた、アルケン、アルキンおよびニトリルからのイソシアナートの三量化、1,3-シクロヘキサジエン、ピリミジン、およびアミドの合成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Niobium Complexes in Organic Transformations: From Stoichiometric Reactions to Catalytic [2+2+2] Cycloaddition Reactions (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Satoh, Y. Obora*
  • 雑誌名: European Journal of Organic Chemistry 巻: 2015 ページ: 5041-5054
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] NbCl5-Mediated Amidation of Olefins with Nitriles to Secondary Amides (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Yasuda, Y. Obora*
  • 雑誌名: Journal of Organometallics Chemistry 巻: 775 ページ: 33-38
  • DOI: 10.1016/j.jorganchem.2014.10.017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 低原子価ニオブ化合物の有機変換反応への利用～量論反応から触媒反応へ～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤靖，大洞康嗣*
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 72 ページ: 257-267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Low-valent Alkoxy Niobium from Nb(OEt)5 and Grignard Reagents and Their Use as Catalysts in the Cyclotrimerization of Isocyanates (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ozaki, Y. Obora,* Y. Tada, Y. Ishii
  • 雑誌名: Journal of Organometallic Chemistry 巻: 741-742 ページ: 109-113
  • DOI: 10.1016/j.jorganchem.2013.05.035
  • 査読あり
• [学会発表] NbCl5を用いたニトリルとアルキンからのピリミジン誘導体合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤麻織人、大洞康嗣
  • 学会等名: 日本化学会第９６春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] ニオブ触媒によるオレフィンメタセシス反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 千綿仁大郎，尾崎誠，大洞康嗣
  • 学会等名: 第95日本化学会春季年会
  • 発表場所: 日本大学（千葉県）
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] NbCl5触媒によるアルキンとオレフィンとの高選択的環化付加反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井基史，大洞康嗣
  • 学会等名: 石油学会関西支部第23回研究発表会日本エネルギー学会関西支部第59回研究発表会
  • 発表場所: 京都大学（京都府）
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] NbCl5触媒を用いたアルキンとオレフィンとの位置選択的[2+2+2]分子間環化付加反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井基史，大洞康嗣
  • 学会等名: 第61回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県）
  • 年月日: 2014-09-24
• [学会発表] Pd-catalyzed Intermolecular Oxidative Olefin Amination with Amines using Molecular Oxygen as Terminal Oxidant
  • 著者名/発表者名: Y. Obora
  • 学会等名: International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2013 (C&FC 2013)
  • 発表場所: Renmin University, Beijing, China
  • 招待講演
• [学会発表] Low-valent Niobium-catalyzed Selective Intermolecular Cycloadiition of Alkynes with Alkenes or Nitriles,
  • 著者名/発表者名: Y. Satoh, Y. Obora,
  • 学会等名: International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo