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本提案研究では、担持金属触媒による酸素を酸化剤とした新規脱水素酸化反応の開発を目的とする。前年度までは担持Au或いはAu-Pd合金ナノ粒子触媒による酸素を酸化剤としたC-C単結合の脱水素酸化を鍵反応とするワンポットフラボン及びアニリン合成反応の開発に成功した。本年度は、引き続き担持金属ナノ粒子触媒の脱水素酸化能に着目し、主に、(1)塩基性層状複水酸化物Mg-Al LDH担持Au-Pd合金ナノ粒子触媒による酸素を酸化剤としたシクロヘキサノール或いはシクロヘキサノンのフェノールへの脱水素酸化反応、(2)Ni-Mg-Al層状複水酸化物担持Pd触媒によるシクロヘキサノール及びシクロヘキサノンのフェノールへの単純脱水素反応、(3)担持Pd触媒の脱水素芳香環形成反応を鍵とした担持Au-Pd合金ナノ粒子触媒によるアクセプターレスone-potアニリン合成反応、(4)マンガン酸化物OMS-2担持金ナノ粒子触媒による酸素を酸化剤としたβ-ヘテロ原子置換ケトンの不飽和ケトンへの酸化反応、及び(5)担持Auナノ粒子触媒による第二級及び第三級アミンのアミドへの酸素化反応の開発に成功した。これらの反応は水或いは水素のみを副生成物とし、原子効率が高く、フェノール、アニリン、アミド等の環境調和型合成法である。また、従来法と比べ、基質の予備官能基化を必要としない一段合成法であるため、高い合成効率を有している。これらの担持金属触媒は不均一系触媒として働き、触媒はろ過により容易に回収可能であり、触媒は繰り返し再使用可能であった。本研究により、(1)塩基性担体による基質の活性金属中心への脱プロトン化配位、及び(2)担持金属種と担体間のスムーズな電子移動が担持金属触媒による脱水素酸化反応において重要であることが明らかとなり、高効率脱水素触媒設計において重要な知見を与えるものである。
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