| 研究領域 | 分子合成オンデマンドを実現するハイブリッド触媒系の創製 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
20H04810
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
理工系
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
石田 直樹 京都大学, 工学研究科, 准教授 (70512755)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
|
|---|
| キーワード | 炭化水素 / 光 / 遷移金属触媒 / カルボニル化 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
入手の容易な炭化水素化合物に直接カルボニル基を導入する反応を促進するハイブリッド触媒を開発する。我々の研究グループではこれまでに、ケトン触媒とニッケル錯体触媒のハイブリッド系で炭化水素を二酸化炭素に付加してカルボン酸を合成する反応や、イリジウム光酸化還元触媒とニッケル錯体触媒炭化水素とアルデヒドを脱水素カップリングしてケトンを合成する反応を開発している。これらの研究の過程で得られた知見を基盤として、様々なハイブリッド触媒系の検討を行うことで、多様なカルボニル化合物を合成する反応を開発することを目指す。
|
| 研究実績の概要 |
本研究では、化学合成の最上流に位置する原料である炭化水素化合物を直截的に官能基化する反応の開発を目指して、複数の触媒の協働的な働きについて研究してきた。昨年度までに、光の作用によって炭化水素化合物からラジカル種を発生させる光触媒と、遷移金属触媒の協働作用によって、①二酸化炭素と反応させてカルボン酸を合成する反応や、②アルデヒドと脱水素しながらカップリングさせてケトンを得る反応、③イソシアナートと直截的にカップリングして、アミドを得る反応などの、前例のない合成手法を開発してきた。今年度は、これらの知見を基盤として新しい反応の探索研究を行った結果、トルエン誘導体と一酸化炭素の脱水素カップリング反応とアルキルアレーンとイミンのカップリング反応を開発した。前者の反応はジベンジルケトン誘導体を、後者の反応は立体的に混み合った炭素-炭素結合を持つフェネチルアミンの合成法として優れている。
また、本研究の過程で、炭化水素化合物の脱水素ホモカップリング反応によって、立体的に混み合った炭素ー炭素結合を持つ高歪み化合物を合成できることを見出した。従来法では合成が難しかった様々な高ひずみ化合物が簡単に合成でき、合成化学的に有用である。得られた生成物はひずみの解消を駆動力するユニークな反応性を持つことが期待され、さらなる研究に興味が持たれる。
さらに、昨年度見出したフェノールとアルデヒドの脱水素カップリング反応の知見を展開して、アルコールとフェノールの脱水素カップリング反応を見出した。副生成物は水素ガスのみであり、フェニルエステルが良好な収率で得られた。これまでに様々なアルコールの脱水素カップリング反応によるエステル合成が開発されているが、フェノールを利用するものはなく、今回の成果は初めての事例である。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
