表面を媒体とする選択酸化触媒機能の創出と高度反応制御に関する研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18065003
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 分子科学研究所 (2008-2009); 東京大学 (2006-2007)
• 研究代表者: 唯 美津木 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 准教授 (70396810)
• 研究分担者: 佐々木 岳彦 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (90242099)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: 固定化金属錯体 / 固体触媒 / 触媒構造解析 / 選択酸化 / 触媒反応機構

研究概要

固体表面を媒体として、金属錯体の表面固定化や選択的構造変換等の手法を駆使し、表面に特異的な新しい金属触媒活性構造を創出した。固定化金属錯体の表面合成変換による新型選択酸化触媒の創出と通じて、均一系と不均一系の概念を表面でコンチェルトして、表面を媒体とした協奏触媒機能を複数見出した。また、時間分解XAFS法等の触媒表面のその場構造解析法により、協奏機能触媒作用を生み出す構造ダイナミクスをその場観察し、協奏機能触媒の詳細を解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Alternative Selective Oxidation Pathways for Aldehyde Oxidation and Alkene Epoxidation on a SiO2-Supported Ru-Monomer Complex Catalyst (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, S. Muratsugu, M. Kinoshita, T. Sasaki, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 132 ページ: 713-724
  • 査読あり
• [雑誌論文] Layered Materials with Coexisting Acidic and Basic Sites for Catalytic One-Pot Reaction Sequences (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Motokura, M. Tada, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 131 ページ: 7944-7945
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bifunctional Heterogeneous Catalysis of Silica-Alumina-Supported Tertiary Amines with Controlled Acid-Base Interactions for Efficient 1, 4-Addition Reactions (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Motokura, S. Tanaka, M. Tada, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 15 ページ: 10871-10879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conceptual Integration of Homogeneous and Heterogeneous Catalyses (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, K. Motokura, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Topic Catal 48 ページ: 32-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cooperative Catalysis of Primary and Tertiary Amines Immobilized on Oxide Surface for One-Pot C-C Bond Forming Reaction (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Motokura, M. Tada, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 47 ページ: 9230-9235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Reversible Structural Transformation and Selective Oxidation Catalysis of Unsaturated Ruthenium Complexes Supported on SiO2 (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, Y. Akatsuka, Y. Yang, T. Sasaki, M. Kinoshita, K. Motokura, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 47 ページ: 9252-9255
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enantioselectivity Promotion by Achiral Surface Functionalization on SiO2-Supported Cu-bis(oxazoline) Catalysts for Asymmetric Diels-Alder Reactions (2007)
  • 著者名/発表者名: T.E. Mueller, K. Hultzsch, M. Yus, F. Foubelo, M. Tada
  • 雑誌名: J. Catal. 245 ページ: 173-183
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ Time-Resolved Dynamic Surface Events on the Pt/C Cathode in a Fuel Cell under Operando Conditions (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, S. Murata, T. Asaoka, K. Hiroshima, K. Okumura, H. Tanida, T. Uruga, H. Nakanishi, S. Matsumoto, Y. Inada, M. Nomura, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 46 ページ: 4310-4315
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Aspect of Heterogeneous Catalysis: Highly Reactive cis-(NO)2 Dimer and Eley-Rideal Mechanism for NO-CO Reactions on a Co-Dimer/γ-Alumina Catalyst (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Taniike, M. Tada, R. Coquet, Y. Morikawa, T. Sasaki, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 443 ページ: 66-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Formation of a Coordinatively Unsaturated Metal Complex at a Surface: A SiO2-Immobilized, Three-Coordinate Ruthenium Catalyst for Alkene Epoxidation (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, R. Coquet, J. Yoshida, M. Kinoshita, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 46 ページ: 7220-7223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Re-Cluster/HZSM-5 Catalyst for Highly Selective Phenol Synthesis from Benzene and O2: Performance and Reaction Mechanism (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, R. Bal, T. Sasaki, Y. Uemura, Y. Inada, S. Tanaka, M. Nomura, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 10095-10104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Understanding of Novel Surface Events on a Supported Co2+-Ensemble Catalyst Promoted by Gas-Phase Molecules: Increases in the Amount and Reactivity of Adsorbed NO by CO Undetectable at the Catalyst Surface (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, T. Taniike, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 11663-11675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Temperature PROX (Preferential Oxidation) on Novel CeO2-Supported Cu-Cluster Catalysts under Fuel-Cell Operating Conditions (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, R. Bal, X. Mu, R. Coquet, S. Namba, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Chem. Commun. ページ: 689-4691
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy-Gaining Formation and Catalytic Behavior of Active Structures in a SiO2-Supported Unsaturated Ru Complex Catalyst for Alkene Epoxidation by DFT Calculations (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Coquet, M. Tada, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 9 ページ: 6040-6046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin and Dynamics of Oxygen Storage/Release in a Pt/Ordered CeO2-ZrO2 Catalyst Studied by Time-Resolved XAFS Analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, A. Suzuki, Y. Nagai, T. Tanabe, F. Dong, Y. Inada, M. Nomura, M. Tada, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 46 ページ: 9253-9256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advanced Design of Catalytically Active Reaction Space at Surfaces for Selective Catalysis (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Coord. Chem. Rev. 251 ページ: 2702-2716
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Phenol Synthesis by Selective Oxidation of Benzene with Molecular Oxygen on an Interstitial-N/Re Cluster/Zeolite Catalyst (2006)
  • 著者名/発表者名: R. Bal, M. Tada, T. Sasaki, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 45 ページ: 448-452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density Functional Theoretical Calculations for a Co2/γ-Al2O3 Model Catalyst: Structures of the γ-Al2O3 Bulk and Surface and Attachment Sites for Co2+ Ions (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Taniike, M. Tada, Y. Morikawa, T. Sasaki, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 110 ページ: 4929-4936
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advanced Chemical Design with Supported Metal Complexes for Selective Catalysis (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, Y. Iwasawa
  • 雑誌名: Chem. Commun 2833-2844
  • 査読あり
• [学会発表] リモネン末端C=C結合位置選択的エポキシ化モレキュラーインプリンティングRu触媒の設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 唯美津木, 邨次智, 木下睦雄, 楊勇, 岩澤康裕
  • 学会等名: 第105回触媒討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20100324-20100325
• [学会発表] Advanced Design of Oxide-Supported Metal Complexes for Selective Catalysis (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tada
  • 学会等名: The 2nd Asian Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Nanjing, China
  • 年月日: 20091101-20091104
• [学会発表] Design of Novel Molecular-Imprinted Ru-Complex Catalyst for Regioselective Epoxidation (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, Y. Yang, M. Kinoshita, Y. Iwasawa
  • 学会等名: 238th ACS National Meeting
  • 発表場所: Washington D.C., USA
  • 年月日: 20090815-20090821
• [学会発表] Design of Molecular-Imprinted Metal-Complex Catalysts for Shape-Selective Catalysis (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tada
  • 学会等名: Japan-Canada Coordination Space Symposium
  • 発表場所: Banff, Canada
  • 年月日: 20090708-20090711
• [学会発表] 表面上の触媒活性構造の解析法と機能創出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 唯美津木
  • 学会等名: 第89回日本化学会春季年会ATP講演
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] Novel Molecularly- Organized Catalysts for Selective Oxidation and Reforming (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tada
  • 学会等名: 237th ACS National Meeting
  • 発表場所: Salt Lake City, US
  • 年月日: 20090322-20090326
• [学会発表] 表面を媒体とした新規高活性Ru錯体の創出とその触媒機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 唯美津木
  • 学会等名: 第5回特定領域研究協奏機能触媒公開シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20081202-20081203
• [学会発表] Active Structure and Dynamic Mechanism for Direct Phenol Synthesis from Benzene and O2 on a Novel Re10(N)2-Cluster/HZSM-5 Catalyst (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tada
  • 学会等名: 14th International Congress on Catalysis
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20080713-20080718
• [学会発表] Novel Molecularly-Organized Materials for O2 Activation in Catalysis (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tada
  • 学会等名: 2008 Gordon Research Conference on Catalysis
  • 発表場所: New London, USA
  • 年月日: 20080622-20080627
• [学会発表] Reaction Mechanism of Direct Phenol Synthesis from Benzene and Molecular Oxygen on Re10N2-Cluster/HZSM-5 Catalysts (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tada
  • 学会等名: 235th ACS National Meeting
  • 発表場所: New Orleans, USC
  • 年月日: 20080406-20080410
• [学会発表] 選択触媒機能創出を目指した表面を媒体とする高活性金属錯体の構築と反応機構解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 唯美津木
  • 学会等名: 第88回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080326-20080330
• [学会発表] Surface-Mediated Asymmetric Catalysis by Supported Metal Complexes (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tada
  • 学会等名: Workshop in Catalysis and Fine Chemicals 2007
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20071217-20071220
• [学会発表] 表面を媒体とした活性構造制御と選択酸化触媒能の創出 (2007)
  • 著者名/発表者名: 唯美津木
  • 学会等名: 第100回触媒討論会「協奏機能触媒」セッション
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20070917-20070920
• [学会発表] Active Structure and Reaction Mechanism for Direct Phenol Synthesis from Benzene and O2 on a Highly Selective N-Interstitial Re-Cluster/HZSM-5 Catalyst (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, R. Bal, Y. Iwasawa
  • 学会等名: 13th International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis
  • 発表場所: Berkeley, USA
  • 年月日: 20070711-20070716
• [学会発表] Direct Phenol Synthesis from Benzene with Molecular Oxygen on a Novel N-Interstitial Re Cluster/Zeolite Catalyst (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, R. Bal, Y. Iwasawa
  • 学会等名: 20th North American Catalysis Society Meeting
  • 発表場所: Houston, USA
  • 年月日: 20070618-20070622
• [学会発表] 表面を用いた触媒協奏機能の設計・創出と高度反応制御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 唯美津木
  • 学会等名: 特定領域研究「協奏機能触媒」第1回公開シンポジウム
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 20061212-20061213
• [学会発表] Advanced Design of Supported Metal-Complex Catalysts on surfaces for Selective Catalysis (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, Y. Iwasawa
  • 学会等名: 6th China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
  • 発表場所: Huangshan, China
  • 年月日: 20061021-20061027
• [図書] ナノ空間材料の創製と応用展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 唯美津木
  • 出版者: フロンティア出版
• [図書] 超分子金属錯体 (2009)
  • 著者名/発表者名: 唯美津木, 岩澤康裕
  • 出版者: 三共出版
• [図書] Modern Surface Organometallic Chemistry (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, Y. Iwasawa
• [図書] Modern Heterogeneous Oxidation Catalysis (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, Y. Iwasawa
• [図書] Handbook of Heterogeneous Catalysis 2nd Ed (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, Y. Iwasawa
• [図書] 固定化触媒のルネッサンス (2007)
  • 著者名/発表者名: 唯美津木, 岩澤康裕
  • 出版者: 株式会社シーエムシー出版
• [図書] 設計表面の触媒反応 (2007)
  • 著者名/発表者名: 唯美津木, 岩澤康裕
• [図書] Surface and Nanomolecular Catalysis (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Tada, Y. Iwasawa
• [図書] Model Systems in Catalysis: From Single Crystals and Size Selected Clusters to Supported Enzyme Mimics
  • 著者名/発表者名: M. Tada, Y. Iwasawa
  • 出版者: Springer(in press)
• [産業財産権] フェノール製造用触媒の製造方法および該触媒を用いたフェノールの製造方法 (2009)
  • 発明者名: 唯美津木, 岩澤康裕, 王林勝, 及川隆
  • 権利者名: 唯美津木, 岩澤康裕, 王林勝, 及川隆
  • 産業財産権番号: 特願・2009-55354
  • 出願年月日: 2009-03-15
• [産業財産権] ベンゼンの直接酸化によるフェノールの製造方法 (2008)
  • 発明者名: 岩澤康裕, 唯美津木, 王林勝, 及川隆
  • 権利者名: 岩澤康裕, 唯美津木, 王林勝, 及川隆
  • 産業財産権番号: 特願・2008-98460
  • 出願年月日: 2008-04-04