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新触媒活性種「分子表面触媒」を用いる不活性アミドの水素化の深化

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 25105721
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

斎藤 進  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90273268)

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 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード水素化 / アミド / C-N結合切断 / アルコール / アミン / ペプチド / 不活性アミド / ルテニウム錯体 / 分子性の触媒表面
研究実績の概要

アミドは、タンパク質やオリゴペプチド、N-アセチル糖類(グルコサミン、キチンなど)として自然界に豊富に存在する。ナイロン、ケブラーなどアミド系高分子として、およびアクリルアミド、カプロラクタムなど高分子合成用のモノマーとしても工業的に大量生産可能である。しかしながら不均一系触媒を用いる不活性アミドの水素化の既存法は一般的に、高PH2・高Tを必要とし選択性に乏しい。最近になり我々の研究と平行して錯体触媒を用いる幾つかの水素化が報告されたが、いずれの場合も主に「活性」アミドに有効である。N-フェニル-、N-アシル-、α-アルコキシアミドおよびモルホリノケトン、もしくは立体的に小さいアミドなどである。いずれも、アミド基の炭素求電子性を、電子的もしくは立体的に向上させるよう工夫された反応性に富むアミドである。反応性が異なる多彩なアミドの水素化には不均一系固体(金属)表面触媒と均一系金属錯体触媒、両者それぞれの長所を学術的に発掘し触媒開発に組み入れ「よいとこどり」した触媒が理想的だと考えた。不均一系触媒のよさは固体表面がもつ「高活性・構造的頑健性」、均一系触媒がもつよさは「高選択性・構造的柔軟性」にあるとまずは判断し、均一系金属錯体触媒の立場からEley-Ridealモデルを念頭に入れ取り組んだ。そのなかで、最近我々の研究グループが提案した概念「分子触媒表面:catalytic molecular surface」の開発とそれに基づく不活性アミドの水素化法を達成した。1級(1°)/2級(2°)/3級(3°)アミド、芳香族アミド/脂肪族アミド、小さいアミド/嵩高いアミド、鎖状アミド/環状アミド、など種類に関わらず反応は進行する。人工ナイロン系高分子、3つのアミド結合をもつペプチド鎖など、より高官能基化されたアミドの水素化も良好である。ある活性アミドの水素化ではTON ~8000程度を記録した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 15件) 図書 (3件) 備考 (2件) 産業財産権 (6件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Hydration of Nitriles to Amides by a Chitin- supported Ruthenium Catalyst2015

    • 著者名/発表者名
      Aki Matsuoka, Takahiro Isogawa, Yuna Morioka, Benjamin R. Knappett, Andrew E. H. Wheatley, Susumu Saito, and Hiroshi Naka
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 5 号: 16 ページ: 12152-12160

    • DOI

      10.1039/c4ra15682j

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] N-Methylation of amines with methanol at room temperature2015

    • 著者名/発表者名
      Vasily N. Tsarev, Yuna Morioka, Joaquim Caner, Qing Wang, Richiro Ushimaru, Akihiko Kudo, Hiroshi Naka, Susumu Saito
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: nd 号: 10 ページ: 2530-2533

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b01063

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stereoselective Synthesis of cis,cis‐configured vicinal triamines2014

    • 著者名/発表者名
      Adrian Schulte, Xingci Situ, Susumu Saito, Bernhard Wünsch
    • 雑誌名

      Eur. J .Org. Chem.

      巻: none 号: 26 ページ: 5749-5756

    • DOI

      10.1002/ejoc.201402685

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bromolactamization as key step in the stereoselective synthesis of enantiomerically pure, cis-configured perhydropyrroloquinoxalines2014

    • 著者名/発表者名
      Adrian Schulte, Xingci Situ, Susumu Saito, Bernhard Wünsch
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: none 号: 12 ページ: 793-800

    • DOI

      10.1002/chir.22350

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of propylene from renewable allyl alcohol by photocatalytic transfer hydrogenolysis2014

    • 著者名/発表者名
      J. Caner, Zijun Liu, Y. Takada, A. Kudo, H. Naka, and S. Saito
    • 雑誌名

      Catal. Sci. Tec.

      巻: 4 号: 11 ページ: 4093-4098

    • DOI

      10.1039/c4cy00329b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Catalytic fluoride triggers dehydrative oxazolidinone synthesis from CO22014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Takada, Siong Wan Foo, Yusuke Yamazakia, Susumu Saito
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 4 号: 92 ページ: 50851-50857

    • DOI

      10.1039/c4ra09609f

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox-selective Generation of Aldehydes and H2 from Alcohols under Visible Light2013

    • 著者名/発表者名
      Zijun Liu, Joaquim Caner, Akihiko Kudo, Hiroshi Naka, Susumu Saito
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 19 号: 29 ページ: 9452-9456

    • DOI

      10.1002/chem.201301347

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dehydrative Synthesis of Chiral Oxazolidinones Catalyzed by Alkali Metal Carbonates under Low Pressure of CO22013

    • 著者名/発表者名
      Siong Wan Foo, Yuki Takada, Yusuke Yamazaki, Susumu Saito
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 54 号: 35 ページ: 4714-4720

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2013.06.100

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 分子表面の多彩な活性化に基づく不活性カルボン酸誘導体の水素化2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      第8回分子活性化公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学Σホール(豊中キャンパス)
    • 年月日
      2015-01-23 – 2015-01-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrogen Management Catalysis Using Thermal and Light Energy for Organic Synthesis2014

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      The 18th (FINAL) Joint IRTG Symposium for Nagoya–Münster University
    • 発表場所
      Münster University, Germany
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrogen Management Catalysis for Transformation of CO2- and Biomass-derived Feedstock2014

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      Vietnam and Malaysia International Chemical Congress (VMICC)
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrogen Management for Chemcial Transformation of CO2- and Biomass-derived Feedstock2014

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      18th Malaysian International Chemical Congress (18MICC)
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Selective Hydrogenation of Inert Carbonyl Compounds Using Catalytic Molecular Surface Built on Transition Metals2014

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      41st International Conference on Coordination Chemistry (ICCC-41)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrogen Management for Sustainable Organic Synthesis: Control of Hydrogen Transfer Diversity in Catalysis Involving Alcohols2014

    • 著者名/発表者名
      Susumu Saito
    • 学会等名
      MEXT, Japan/Canada Joint Symposium
    • 発表場所
      The University of Ottawa, Canada
    • 年月日
      2014-07-05 – 2014-07-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New Catalysis for Hydrogen Management2014

    • 著者名/発表者名
      Saito, S.
    • 学会等名
      SJTU-NU inter-university research seminar for Ph.D. course students -Campus Asia-
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「水素マネージメント」触媒を用いるバイオマス由来物質の合成的利用2014

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      第94日本化学会春季年会アドバンスト・テクノロジー・プログラム (ATP) セッション「再生可能資源を活用するための有機合成化学」
    • 発表場所
      名古屋大学,名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学で挑む21世紀の重要課題2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      高等研究院初年次教育講義シリーズ「学問の面白さを知る」
    • 発表場所
      名古屋大学,名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子性の触媒表面を用いる不活性アミドの触媒的水素化2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      第5回分子活性化公開シンポジウム
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic Hydrogenation of Unactivated Amides Going Milder and Practical2013

    • 著者名/発表者名
      Saito, S.
    • 学会等名
      3. The International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
    • 発表場所
      Sapporo
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic Hydrogenation of Unactivated Amides2013

    • 著者名/発表者名
      Saito, S.
    • 学会等名
      The 15th Asian Chemical Congress (ACC-15)
    • 発表場所
      World Resorts Sentosa, Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水素マネージメントに基づく触媒開発は次世代物質生産の基盤になりうるか?基幹化学物質から医薬関連物質の合成まで2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      (株)三菱化学科学技術研究センター講演会
    • 発表場所
      三菱化学(株),横浜
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrogen Management: Hydrogenation and Dehydrogenation for Organic Synthesis2013

    • 著者名/発表者名
      Saito, S.
    • 学会等名
      The 13th Joint IRTG Symposium for Nagoya&-Muenster University
    • 発表場所
      Muenster University, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新触媒で脱石油化学に挑む2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 学会等名
      名大Cafe,Science, and Me
    • 発表場所
      栄,名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 触媒年鑑「触媒技術の動向と展望」2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 出版者
      触媒学会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 二酸化炭素の直接利用技術最前線2013

    • 著者名/発表者名
      中寛史,斎藤進
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      NTS出版
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 月刊化学2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤進
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] Publications

    • URL

      http://noy.chem.nagoya-u.ac.jp/noy_j/publications.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 受験サプリ「低化石資源社会を目指した触媒と有機合成 ~水素を操れ!~」

    • URL

      http://jyukensapuri.jp/rnet/LP/pc/promo2015-01/?vos=evcpysl0001x0334301

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] カルボン酸化合物の水素化によるアルコールの製造方法、 及び該製造方法に用いるルテニウム錯体2015

    • 発明者名
      斎藤進,野依良治,鳴戸真之
    • 権利者名
      国立大学法人 名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-081711
    • 出願年月日
      2015-04-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 配位子,その配位子を含む金属錯体,及びその金属錯体を用いた反応2014

    • 発明者名
      斎藤進,野依良治,三浦隆志,鳴戸真之,飯田和希等
    • 権利者名
      国立大学法人 名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-03-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 有機化合物の製造方法2013

    • 発明者名
      斎藤進,野依良治,中寛史等
    • 権利者名
      国立大学法人 名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-193470
    • 出願年月日
      2013-09-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 3級アミン又は3級アミン誘導体の製造方法2013

    • 発明者名
      斎藤進,野依良治,中寛史等
    • 権利者名
      国立大学法人 名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-213167
    • 出願年月日
      2013-10-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] カルボン酸化合物の水素化によるアルコールの製造方法,及び該製造方法に用いる ルテニウム錯体2013

    • 発明者名
      斎藤進,野依良治,鳴戸真之
    • 権利者名
      国立大学法人 名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-267866
    • 出願年月日
      2013-12-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] カルボン酸化合物及びエステル化合物の水素化によるアルコールの製造方法2013

    • 発明者名
      斎藤進,野依良治,AGRAWAL Santosh,鳴戸真之
    • 権利者名
      国立大学法人 名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-268047
    • 出願年月日
      2013-12-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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