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極性ナノ空間場による超不安定分子の反応制御法の開発

公募研究

研究領域直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発
研究課題/領域番号 23105511
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
研究機関東京大学

研究代表者

尾中 篤  東京大学, 総合文化研究科, 教授 (10144122)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードゼオライト / 細孔 / 不安定小分子 / 安定保持 / アルジミン / 量子化学計算 / ホルムアルデヒド / 三量化平衡
研究概要

反応性に富むホルムアルデヒドなどの不安定小分子がゼオライト中の金属カチオンに吸着することにより,不安定分子を保護することなくその形態のままで安定に保持しつづける研究を行ってきた.その研究展開として,常温では単離不可能な超不安定(中間体)分子種を,ゼオライトの極性ナノ細孔中で発生させて安定に保持し,常温でその化学種が存在していることを分光化学的に確認できるかについて探索した.
そこでまず,不安定な分子種の安定化に必要なゼオライトの骨格構造,交換カチオンの種類などの予測化を計算化学を用いて行った.N-無置換アルジミンを得るためにアルデヒドとアンモニアから誘導する方法について,Gaussian 98を用いて構造最適化およびシングルポイントエネルギーを計算した結果,脂肪族および芳香族アルデヒドのどちらを出発物とした場合も,N-無置換アルジミンは出発物よりも5-6 kcal/mol不安定であった.すなわち,N-無置換アルジミンを安定物として得ることは困難なことを意味した.一方、N-メチルベンズアルジミンは原系よりもエネルギー的に安定であり,実際にN-メチルベンズアルジミンは常温・常圧で単離可能な化合物であった.次にゼオライトの細孔骨格格子を切り出した10Tモデルをつくり,N-無置換アルジミンを吸着させた状態を計算した結果,アルデヒドとアンモニアの原系とほぼ同じ状態になることが示され,アルジミン体の確認が可能であることが示唆された.しかし,実際にゼオライトにベンズアルデヒドとアンモニアを吸着させてみたが,固体13-C NMRのスペクトルがブロードで,アルジミン体を確認するまでは至らなかった.

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Direct Synthesis of Nitriles from α-Aryl Alcohols with Trialkylsilyl Cyanide Using Bronsted Acid Montmorillonite Catalysts2011

    • 著者名/発表者名
      J.Wang, Y, Masui, M.Onaka
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 1 号: 5 ページ: 446-454

    • DOI

      10.1021/cs1000812

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conversion of Triose Sugars with Alcohols to Alkyl Lactates Catalyzed by Bronsted Acid Tin Ion-Exchanged Montmorillonite2011

    • 著者名/発表者名
      J.Wang, Y.Masui, M.Onaka
    • 雑誌名

      Appl.Catal.B : Environ.

      巻: 107 号: 1-2 ページ: 135-139

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2011.07.006

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tin Tetra (tert-butoxide) with Acid-Base Additives : Valid Catalyst Precursors for Direct Synthesis of Dimethyl Carbonate from CO_2 and CH_3OH2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Masui, S.Haga, M.Onaka
    • 雑誌名

      Chem.Lett.

      巻: 40 号: 12 ページ: 1408-1410

    • DOI

      10.1246/cl.2011.1408

    • NAID

      10030221434

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Trapping and Preserving as well as Activating Labile Carbonyl Compounds in Nanoporous Zeolite2011

    • 著者名/発表者名
      M.Onaka, Y.Masui, T.Okachi, S.Imachi, M.Tomita, K.Sato
    • 学会等名
      1st International Symposium on Molecular Activation
    • 発表場所
      淡路島夢舞台
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼオライトによる安定分子の活性化:不安定分子の発生とその安定捕捉

    • 著者名/発表者名
      尾中 篤
    • 学会等名
      新学術領域研究第3回「分子活性化」公開シンポジウム
    • 発表場所
      金沢歌劇座(石川県,金沢市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ゼオライトに捕捉された第二級カルボカチオンの観測

    • 著者名/発表者名
      服部大輝・増井洋一・尾中篤
    • 学会等名
      第110回触媒討論会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県,福岡市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 酸性ゼオライト細孔内における第二級カルボカチオンの安定化

    • 著者名/発表者名
      増井洋一・服部大輝・尾中篤
    • 学会等名
      第111回触媒討論会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ゼオライト─その新しい機能の発掘

    • 著者名/発表者名
      尾中 篤
    • 学会等名
      第44回触媒サマーセミナー
    • 発表場所
      ホテル花月園(神奈川県,箱根町)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無機酸化物ナノ空間場を活かした有機反応制御法の開発

    • 著者名/発表者名
      尾中 篤
    • 学会等名
      第112回触媒討論会
    • 発表場所
      秋田ビューホテル(秋田県,秋田市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 「グリーン触媒-固体酸・固体塩基触媒の新しい展開」『最新グリーンケミストリー』(御園生誠,村橋俊一編)2011

    • 著者名/発表者名
      尾中篤
    • 出版者
      講談社サイエンティフィク
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://maildbs.c.u-tokyo.ac.jp/~onaka/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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