| 研究課題/領域番号 |
16K17880
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| 研究機関 | 北里大学 |
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研究代表者 |
神谷 昌宏 北里大学, 理学部, 助教 (40758447)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 鉄錯体 / 触媒反応 / 水素発生 / アルコール酸化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題の目標は経済性、普遍性、環境調和性に優れる鉄を中心金属とする錯体触媒を用いて汎用アルコールの脱水素型酸化反応を実現することにある。申請者が以前報告した鉄錯体触媒は極めて高活性である反面、アルコール基質の制限が大きく、基質適応範囲が狭いなどの課題を抱えていた。目的の反応を効率的に進行させるために、鉄中心および二つの官能性配位子から成る新規多官能性鉄錯体触媒を設計し、本鉄錯体を触媒とすることで目的とするアルコールの脱水素型酸化反応の実現を目指した。
本年度は標的の新規多官能性鉄錯体を合成、単離し、各種ＮＭＲ、紫外可視吸収、高分解能質量分析、メスバウワー測定、単結晶Ｘ線構造解析などにより詳細に分析、同定を行った。また、アルコールとの化学量論反応をプロトンＮＭＲ測定により追跡することで本錯体上の配位子が期待したとおりの機能性を有し、脱水素化反応に活性を示すことを確認した。さらに、従来の鉄錯体では困難であった1－フェニルエチルアルコールなどの一般アルコール基質を用いた場合にも同様の脱水素化酸化反応の進行が見られた。また、上記の化学量論反応を触媒反応へと展開したところ、様々なアルコール基質からの脱水素型酸化反応が進行することを確認した。従来の触媒では全く活性を示さなかったアルコール基質に対しても脱水素型酸化反応が進行したことから、基質制限に関する課題を克服したと言える。本研究については現在論文を執筆中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度では従来の鉄触媒の基質制限の克服を目的として、新規多官能性鉄錯体の合成およびその反応性の解明に取り組んだ。合成は計画書に記載の3段階の反応で合成、単離し、各種分光学的手法などにより分析、同定を行った。化学量論反応、触媒反応の両面からアルコールに対する反応性を調査した結果、合成した錯体が期待したとおり汎用アルコールの脱水素型酸化反応に活性を示すことを確認した。上述のとおり、初年度の目的であった錯体の合成および触媒反応への適応を達成しており、おおむね当初の計画どおりに研究が推移している。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度は標的錯体の合成とその反応性の解明に主眼を置いて研究を進め、標的錯体分子の合成ならびに基質制限課題の克服を達成したものの、従来の鉄錯体触媒と比較すると大幅な触媒効率の低下がみられた。次年度は計算化学と実験的な結果をあわせた脱水素機構の解明に取り組み、活性向上の足掛かりとする。
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