| 研究課題/領域番号 |
17K14482
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
高橋 正樹 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (60754330)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 金属クラスター / C-H結合の活性化 / デンドリマー / 合金 / ナノ粒子 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度までの研究で、銅と他の遷移金属の合金界面でsp3炭素-水素結合の酸化反応が飛躍的に促進されることを確認していた。検討対象の有機化合物として比較的酸化されやすい芳香族炭化水素のベンジル位の炭素-水素結合の酸化を中心に検討を行ってきた。そこで、平成30年度にはより酸化反応が進行しづらい脂肪族炭化水素化合物の炭素-水素結合の酸化反応を試みた。はじめに、簡便に合成した銅の合金や単一種類の金属からなるナノ粒子を用いて、反応基質としてtert-ブチルベンゼンを用いて検討を行うこととした。tert-ブチルベンゼンは沸点が高く、より激しい反応条件を検討できる他、ベンジル位の水素を持たないため、反応が進行しづらい炭素-水素結合の反応性を検討することができる。さらに、1H NMRで1 ppm付近に強度の大きいt-Bu基のピークが観測できるため新しい変換反応が起きている場合の反応の追跡がNMRを用いて容易にできるというのも理由である。種々検討を行ったところ、反応性が低いと考えられるtert-ブチルベンゼンでも酸化反応が進行していることが確認できた。しかし、この反応における触媒活性はベンジル位の酸化反応と異なる傾向があることがわかり、銅の合金触媒が特異的に触媒活性が高いといった結果は得られなかった。そのため、様々な金属触媒の検討が必要であった。現在、この酸化反応の触媒検討を行なっているところである。
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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
合金触媒を用いた検討を行い、これまでは比較的反応の進行が容易な、ベンジル位のC-H結合の酸化反応の触媒活性を調べてきた。一方、今年度はより分子変換が困難な分子へと触媒を応用し反応の進行は確認できた。そのためおおむね研究は順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画の当初は、これまでの研究で高い触媒活性を持つとわかっていた銅と他の貴金属の合金クラスターを中心に研究を進めようと考えていた。しかし、銅の合金触媒は反応温度を上げていくと銅原子が完全に酸化されてしまい合金化による触媒活性の向上効果が失われてしまうといった問題点がわかってきた。そこで、現在行なっている金属クラスターの組成や組み合わせの検討の他に、新たなアプローチとして近年注目されている有機金属錯体を触媒とした遠隔位の炭素-水素結合の活性化反応に着目した。これらの反応では、基質自身もしくは錯体触媒の配位子に基質と結合する部位を持たせることで、通常では変換が困難な遠隔位の不活性な炭素-水素結合の活性化を温和な反応条件で実現している。我々はこれらの反応に着目し、この機能を合金触媒の異種金属間界面に持たせれば、新たな形式の遠隔位の炭素-水素結合の活性化反応を開発できると考え、当初の検討に加え研究を推進することにした。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予想していた測定器具を、退職した教員から譲り受け必要でなくなったため。
そこで、次年度は、この分の予算を新たに検討が必要になった金属触媒作成のための試薬の購入等にあてるつもりである。
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