酸素を酸化剤とする選択酸化およびC-H官能基化を可能にする固体触媒の開発

• 研究課題/領域番号: 25810108
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: グリーン・環境化学
• 研究機関: 首都大学東京 (2014); 九州大学 (2013)
• 研究代表者: 石田 玉青 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 特任教授 (90444942)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 金属ナノ粒子 / C-H官能基化 / カップリング / 金属酸化物 / 金ナノ粒子触媒 / 金触媒 / C-H活性化 / 固体触媒 / アンモ酸化 / ビアリール

研究成果の概要

分子内C-H/C-Hカップリング反応において、酸化ジルコニウム担持水酸化パラジウム触媒が最も高い触媒活性を示した。一方、分子間C-H/C-Hホモカップリング反応では、フタル酸ジメチルから対応するビアリール誘導体への変換について検討を行った。その結果、酸化コバルトおよび酸化ジルコニウム担持金ナノ粒子触媒が最も高い触媒活性を示した。更に、本反応では目的とする対称ビアリール誘導体が配位子や助触媒の添加なしに高い位置選択性で得られることを見出した。
また、アンモニアと酸素を用いたシクロアルカノンのアンモオキシム化反応では酸化チタン担持金ナノ粒子が最も高い触媒活性を示すことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Direct C-H Arene Homocoupling over Gold Nanoparticles Supported on Metal Oxides (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida, S. Aikawa, Y. Mise, R. Akebi, A. Hamasaki, T. Honma, H. Ohashi, T. Tsuji, Y. Yamamoto, M. Miyasaka, T. Yokoyama, M. Tokunaga
  • 雑誌名: ChemSusChem 巻: 8 号: 4 ページ: 695-701
  • DOI: 10.1002/cssc.201402822
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ethanol Oxidation in Water Catalyzed by Gold Nanoparticles Supported on NiO doped with Cu (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Takei, J. Suenaga, T. Ishida, M. Haruta
  • 雑誌名: Top. Catal. 巻: 58 号: 4-6 ページ: 295-301
  • DOI: 10.1007/s11244-015-0370-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aerobic oxidation of cyclohexanones to phenols and aryl ethers over supported Pd catalysts (2015)
  • 著者名/発表者名: Z. Zhang, T. Hashiguchi, T. Ishida, A. Hamasaki, T. Honma, H. Ohashi, T. Yokoyama, M. Tokunaga
  • 雑誌名: Org. Chem. Front. 巻: 2 号: 6 ページ: 654-660
  • DOI: 10.1039/c4qo00354c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Gold Clusters on LaNi Mixed Oxides and Its Catalytic Performance for Isomerization of Allylic Alcohols to Saturated Aldehydes (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishida, T.; Aimoto, J.; Hamasaki, A.; Ohashi, H.; Honma, T.; Yokoyama, T.;Sakata, K.; Okumura,M.; Tokunaga, M.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 号: 8 ページ: 1368-1370
  • DOI: 10.1246/cl.140369
  • NAID: 130004677581
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of microporous polymer-encapsulated Pd nanoparticles and their catalytic performance for hydrogenation and oxidation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishida, T.; Onuma, Y.; Kinjo, K.; Hamasaki, A.; Ohashi, H.; Honma, T.; Akita, T.; Yokoyama, T.; Tokunaga, M.; Haruta, M.
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 70 号: 36 ページ: 6150-6155
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.04.049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homogeneous Pd-Catalyzed Transformation of Terminal Alkenes into Primary Allylic Alcohols and Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Tomita, K. Mantani, A. Hamasaki, T. Ishida, M. Tokunaga
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 20 号: 32 ページ: 9914-9917
  • DOI: 10.1002/chem.201403373
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical investigation for isomerization of allylic alcohols over Au6 cluster (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sakata, H. Koga, T. Ishida, J. Aimoto, M. Tokunaga, M. Okumura
  • 雑誌名: Gold Bull. 巻: なし
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supported palladium hydroxide-catalyzed intramolecular double C–H bond functionalization for synthesis of carbazoles and dibenzofurans (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishida, T.; Tsunoda, R.; Zhang, Z.; Hamasaki, A.; Honma, T.; Ohashi, H.; Yokoyama, T.; Tokunaga, M.
  • 雑誌名: Appl. Catal. B Envir 巻: 150-151 ページ: 523-531
  • DOI: 10.1016/j.apcatb.2013.12.051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cooperative Catalysis of Palladium Nanoparticles and Cobalt Oxide Support for Formylation of Aryl Iodides under Syngas Atmosphere (2014)
  • 著者名/発表者名: Hamasaki, A.; Yasutake, Y.; Norio, T.; Ishida, T.; Akita, T.; Ohashi, H.; Yokoyama, T.; Honma, T.; Tokunaga, M
  • 雑誌名: Appl. Catal. A Gen 巻: 469 ページ: 146-152
  • DOI: 10.1016/j.apcata.2013.09.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gold Nanoparticles Assisted Formation of Cobalt Species for Intermolecular Hydroaminomethylation and Intramolecular Cyclocarbonylation of Olefins (2013)
  • 著者名/発表者名: Liu, X.; Hamasaki, A.; Yamane, Y.; Aikawa, S.; Ishida, T.; Haruta, M.; Tokunaga, M
  • 雑誌名: Catal. Sci. Tech 巻: 3 号: 11 ページ: 3000-3006
  • DOI: 10.1039/c3cy00336a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Promotional effect of Au on reduction of Ni(II) to form Au-Ni alloy catalysts for hydrogenolysis of benzylic alcohols (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa, H.; Kawamoto, D.; Yamamoto, Y.; Ishida, T.; Ohashi, H.; Akita, T.; Honma, T.; Hamasaki, A.; Yokoyama, T.; Tokunaga, M
  • 雑誌名: J. Catal 巻: 307 ページ: 254-264
  • DOI: 10.1016/j.jcat.2013.07.027
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化物担持金ナノ粒子を用いる芳香族化合物の酸化的カップリング反応とその機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 明日亮太、石田玉青、三瀬善之、相川翔平、濱崎昭行、宮坂 充、山本祥史、辻 哲郎、徳永 信
  • 学会等名: 日本化学会第95春 季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 金ナノ粒子触媒によるシクロアルカノンの液相アンモオキシム化反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平田大地、石田玉青、濱崎昭行、徳永 信
  • 学会等名: 第47回酸化反応討論会
  • 発表場所: 熊本・市民会館崇城大学ホール
  • 年月日: 2014-11-14 – 2014-11-15
• [学会発表] Direct C-H/C-H Homocoupling Catalyzed by Gold Nanoparticles Supported on Metal Oxides (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida, S. Aikawa, Y. Mise, R. Akebi, A. Hamasaki, T. Honma, H. Ohashi, T. Tsuji, M. Miyasaka, Y. Yamamoto, T. Yokoyama, M. Tokunaga
  • 学会等名: 14th Tateshina Conference on Organic Chemistry
  • 発表場所: Teteshina Forum
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [学会発表] 金属酸化物担持金ナノ粒子触媒を用いたC-H 活性化を経るビフェニル化合物の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三瀬善之、石田玉青・相川翔平・明日亮太・濱﨑昭行・本間徹生・大橋弘範・横山拓史・宮坂 充・山本祥史・辻 哲郎・徳永 信
  • 学会等名: 第61回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-25
• [学会発表] Gold Nanoparticle-Catalyzed C-H Bond Functionalization for Biaryl Synthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mise, S. Aikawa, T. Ishida, R. Akebi, A. Hamasaki, H. Ohashi, T. Honma, T. Tsuji, Y. Yamamoto, M. Miyasaka, T. Yokoyama, M. Tokunaga
  • 学会等名: International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters (ISSPIC XVII)
  • 発表場所: Kyushu University
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
• [学会発表] Clusters on La-Ni Mixed Oxides and its Catalytic Performance for Isomerization of Allylic Alcohols to Saturated Aldehydes (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida, J. Aimoto, A. Hamasaki, H. Ohashi, T. Hon,a, T. Yokoyama, K. Sakata, M. Okumura, M. Tokunaga
  • 学会等名: International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters (ISSPIC XVII)
  • 発表場所: Kyushu University
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
• [学会発表] 酸化物担持金ナノ粒子触媒 を用いるフタル酸ジメチルの酸化的カップリング反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三瀬善之、相川 翔平・石田玉青・濱崎昭行・宮坂 充・山本祥史・辻 哲郎・徳永 信
  • 学会等名: 分子活性化-有機分子触媒合同シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-06-20
• [学会発表] Gold-Catalyzed Selective Oxidation in Liquid Phase (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida
  • 学会等名: Kick-Off Workshop for Research Center for Gold Chemistry
  • 発表場所: Tokyo Metropolitan University
  • 年月日: 2014-05-14 – 2014-05-15
  • 招待講演
• [学会発表] 酸化コバルト担持金ナノ粒子触媒を用いたフタル酸ジメチルの酸化的カップリング反応
  • 著者名/発表者名: 相川翔平、三瀬喜之、石田玉青、濱崎昭行、宮坂充、山本祥史、辻哲郎、徳永信
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 金属酸化物担持金ナノ粒子触媒を用いた芳香族化合物の酸化的カップリング反応
  • 著者名/発表者名: 三瀬喜之、相川翔平、石田玉青、濱崎昭行、宮坂充、山本祥史、辻哲郎、徳永信
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 金ナノ粒子触媒によるC-H結合活性化を経るビフェニル化合物の合成
  • 著者名/発表者名: 石田玉青、相川翔平、三瀬喜之、濱崎昭行、宮坂充、山本祥史、辻哲郎、
  • 学会等名: 第113回触媒討論会
  • 発表場所: ロワジール豊橋
• [学会発表] 金触媒を用いたシクロアルカノンのアンモオキシム化反応
  • 著者名/発表者名: 平田大地、石田玉青、濱崎昭行、徳永信
  • 学会等名: 第113回触媒討論会
  • 発表場所: ロワジール豊橋
• [学会発表] 担持パラジウム触媒を用いたシクロヘキサノンからのアルコキシベンゼンの合成
  • 著者名/発表者名: 橋口大真、張振中、石田玉青、濱崎昭行、徳永信
  • 学会等名: 第113回触媒討論会
  • 発表場所: ロワジール豊橋
• [学会発表] 担持パラジウム触媒による液相条件におけるフルフラールの脱カルボニル化
  • 著者名/発表者名: 金城浩太、石田玉青、濱崎昭行、井澤雄輔、宇都宮賢、徳永信
  • 学会等名: 第113回触媒討論会
  • 発表場所: ロワジール豊橋
• [学会発表] Aerobic oxidation of cyclohexanones to cyclic enones, phenols, and phenyl ethers over supported palladium catalysts
  • 著者名/発表者名: 張振中、橋口大真、石田玉青、濱崎昭行、徳永信
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Supported palladium hydroxide-catalyzed C-H bond functionalization for synthesis of carbazoles and dibenzofurans
  • 著者名/発表者名: Tamao Ishida
  • 学会等名: 21st Joint Seminar of KB-CSJ and BB-KCS
  • 発表場所: 韓国・釜慶大学
  • 招待講演
• [産業財産権] 飲料中の含硫黄化合物の除去方法 (2015)
  • 発明者名: 徳永 信、石田玉青、山本裕典、長谷川貴之、磯谷敦子、藤井 力
  • 権利者名: 徳永 信、石田玉青、山本裕典、長谷川貴之、磯谷敦子、藤井 力
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-037904
  • 出願年月日: 2015-02-27
• [産業財産権] 後周期遷移金属微粒子担持体の製造方法 (2015)
  • 発明者名: 徳永 信、石田玉青、山本裕典、長谷川貴之、他3名
  • 権利者名: 徳永 信、石田玉青、山本裕典、長谷川貴之、他3名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-037905
  • 出願年月日: 2015-02-27
• [産業財産権] アリルアルコール類の製造方法 (2015)
  • 発明者名: 徳永 信、石田玉青、張 振中、井澤雄輔
  • 権利者名: 徳永 信、石田玉青、張 振中、井澤雄輔
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-025722
  • 出願年月日: 2015-02-12