均一・不均一系触媒化学の概念融合による協奏機能触媒の創成

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18065010
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 碇屋 隆雄 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (30107552)
• 研究分担者: 水野 哲孝 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50181904) ; 金田 清臣 大阪大学, 太陽エネルギー化学研究センター, 教授 (90029554) ; 小江 誠司 九州大学, 未来化学創造センター, 教授 (60290904) ; 小宮 三四郎 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (00111667)
• キーワード: 均一系触媒 / 不均一系触媒 / 触媒・化学プロセス / 有機工業化学 / 合成化学

研究概要

本領域研究では、均一系および不均一系触媒化学の協奏的融合による新たな協奏機能触媒化学を確立することを目指してきた。そのため、金属錯体を基本とする分子性触媒の研究者と、分子・原子レベルで固体表面修飾や機能との相関、固体担体と触媒活性中心の解明を行っている固体触媒研究者に加えて、金属集積と協同機能を開拓する多金属触媒の研究者および生体触媒機能を模倣して、実用触媒の開発をめざす生体模倣の触媒研究者を中心に研究推進してきた。
最終年度は、前年度に引き続き、19名の計画班員と63名の公募班員が、A01「分子機能触媒化学」A02「多金属機能触媒化学」、A03「固体機能触媒化学」、A04「生体模倣機能触媒化学」、の研究項目を分担し、相互連携をとりつつ研究推進した。結果として、第6回公開シンポジウムを4月に,第7回を平成22年3月に2回開催して本領域研究における最先端の研究成果を広く公開できた。特に7回の最終報告会では、各班のリーダーが、4年間の研究成果を総括するとともに、協奏機能触媒への取り組みの成果をまとめて報告し、高い評価を受けた。さらに、昨年に引き続き協奏機能触媒の概念をより広く広めるため、日本化学会、触媒学会や錯体化学討論会に協力し、合同シンポジウムを開催して,広く他分野の研究者との討論を積極的に実施した結果、協奏機能触媒の概念が広く深く浸透したものと考えている。また、国際会議を北海道大学においてノーベル化学賞受賞のGrubbs先生他3名を招聘し、協奏機能触媒の概念が世界的に認められ、高い評価を受けた。さらに、特定領域研究グループ間での共同論文や学会発表など、多くの成果をあげることができた。
総じて、4年間、評価班の先生のご支援ご助言のもとに、領域研究を円滑に運営でき、期待以上の成果をあげることができた。

研究成果

• [雑誌論文] In Situ Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy of MCM-41 Mesoporous Silica : Mechanistic Consideration on the Chemical Fixation of CO_2 with N,N'-Dimethylethylenediamine to 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinone (2009)
  • 著者名/発表者名: Seki, T., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Chem.Commun. 11 ページ: 10073-10079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Palladium-catalyzed Carboxylative Cyclization of α-Allenyl Amines in Dense Carbon Dioxide (2009)
  • 著者名/発表者名: Kayaki, Y., Mori, N., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 50 ページ: 6491-6493
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-Heterocyclic Carbenes as Efficient Organocatalysts for CO_2 Fixation Reactions (2009)
  • 著者名/発表者名: Kayaki, Y., Yamamoto, M., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 48 ページ: 4194-4197
  • 査読あり
• [雑誌論文] (η^6-arene)Ru^<II>/Chiral SN Ligand : A Novel Bifunctional Catalyst System for Asymmetric Transfer Hydrogenation of Aromatic Ketones (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, M., Shibata, Y., Watanabe, A., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Synlett 10 ページ: 1621-1626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Parent Amido(NH_2)-Bridged Dinuclear Complexes of Ruthenium and Iridium by Stepwise transfer Hydrogenation of μ-Azido Complexes (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura, T., Arita, H., Ishiwata, K., Kuwata, S., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Dalton Trans. ページ: 2912-2914
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen- and Oxygen-Driven Interconversion between Imido-Bridged Dirhodium(III)and Amido-Bridged Dirhodium(II)Complexes (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, K., Kuwata, S., Ikariya, T.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 131 ページ: 5001-5009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bifunctional Transition Metal-Based Molecular Catalysts for Asymmetric C-C and C-N Bonds Formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Gridnev, I.D., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Chem.Rec. 9 ページ: 106-123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogenation of N-Acylcarbamates and Sulfonamides Catalyzed by Bifunctional Cp^*Ru(PN)Complex (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, M., Koo, L.W., Himizu, A., Kobayashi, C., Sakaguchi, A., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 48 ページ: 1324-1327
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remarkable Positive Effect of Silver Salts on Asymmetric Hydrogenation of Acyclic Imines with Cp*Ir Complexes Bearing Chiral N-Sulfonylated Diamine Ligands (2009)
  • 著者名/発表者名: Shirai, S., Nara, H., Kayaki, Y., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Organometallics 28 ページ: 802-809
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Convenient Method for the Synthesis of Protic 2-tert-Phosphino-1-Amines and Their Cp*RuCI Complexes (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, M., Osaku, A., Kobayashi, C., Shiibashi, A., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Organometallics 28 ページ: 390-393
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mesoporous Silica-Catalysed Continuous Chemical Fixation of CO_2 with N,N'-dimethylethylenediamine in Supercritical CO_2 :_Efficient Synthesis of 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinone (2009)
  • 著者名/発表者名: Seki, T., Kokubo, Y., Ichikawa, S., Suzuki, T., Kayaki, Y., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Chem.Commun. ページ: 349-351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Structure of Novel(η^1:η^6-aminoalkylarene)Ru^<II> Complexes (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, M., Komatsu, H., Endo, Y., Ikariya, T.
  • 雑誌名: Chem.Lett. 38 ページ: 98-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reaction of an Oxaruthenacycle with DMAD. Stoichiometric Transformations of 2,6-Xylenol to Allylic Phenols and Benzopyrans via sp^3 C-H Bond Cleavage Reaction (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirano, M., Izhab, I.B., Kurata, N., Komine, N., Komiya, S.
  • 雑誌名: Dalton Trans. ページ: 3270-3279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visible Light Enhanced Selective Reductive Elimination of Methylmanganese Complex from Heterodinuclear Dimethylphenyl(4,4'-di-tert-butyl-2,2-bipyridine)platinum-pentacarbonylmanganese Complex (2009)
  • 著者名/発表者名: Komiya, S., Ezumi, S., Komine, N., Hirano, M.
  • 雑誌名: Organometallics 28 ページ: 3608-3610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of trans-2, 5-Bis(methoxycarbonyl)ruthenacyclopentane by Oxidative Coupling of Methyl Acrylate on Ruthenium(O)as an Active Intermediate for Tail-to-tail Selective Catalytic Dimerization (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirano, M., Sakate, Y., Komine, N., Komiya, S., Bennet, M.A.
  • 雑誌名: Organometallics 28 ページ: 4902-4905
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Heterodinuclear(Carbene)platinum(or Palladium)Complex That Gives μ-Alkenyl-Type Complex by Deprotonation (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, S., Komine, N., Hirano, M., Komiya, S.
  • 雑誌名: Organometallics 28 ページ: 5368-5381
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen-Bond-Assisted Epoxidation of Homoallylic and Allylic with Hydrogen Peroxide Catalyzed by Selenium-Containing Dinuclear Peroxotungstate (2009)
  • 著者名/発表者名: Kamata, K., Hirano, T., Kuzuya, S., Mizuno, N.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 131 ページ: 6997-7004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Efficient Oxidation of Sulfide with Hydrogen Peroxide Catalyzed by[SeO_4{WO(O_2)_2)_2]^<2-> (2009)
  • 著者名/発表者名: Kamata, K., Hirano, T., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Chem.Commun. ページ: 3958-3960
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Selective Oxidation of Organosilanes to Silanols with Hydrogen Peroxide Catalyzed by Lacunary Polyxotungstate (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishimoto, R., Kamata, K., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 48 ページ: 8900-8904
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Catalytic Synthesis of Tertiary and Secondary Amines from Alcohols and Urea (2009)
  • 著者名/発表者名: He, J.L., Kim, J.W., Yamaguchi, K., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 48 ページ: 9888-9891
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aerobic Alcohol Oxidation Catalyzed by Supported Ruthenium Hydroxides (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, K., Kim, J.W., He, J.L., Mizuno, N.
  • 雑誌名: J.Catal. 268 ページ: 343-349
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micelles and Vesicles Formed by Polyoxometalate-Block Copolymer Composites (2009)
  • 著者名/発表者名: Bu, W., Uchida, S., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 48 ページ: 8281-8284
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Supported Copper Hydroxide on Titanium Oxide as Efficient Reusable Heterogeneous Catalyst for 1,3-Dipolar Cycloaddition of Organic Azides to Terminal Alkynes (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, K., Oishi, T., Katayama, T., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Chem.-Eur.J. 15 ページ: 10464-10472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterogeneously Catalyzed One-pot Synthesis of Aldimines from Primary Alcohols and Amines by Supported Ruthenium Hydroxides (2009)
  • 著者名/発表者名: Kim, J.W., He, J.L., Yamaguchi, K., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Chem.Lett. 38 ページ: 920-921
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inorganic Cryptand : Size-selective Strong Metallic Cation Encapsulation by Disilicoicosatungstate(Si_2W_<20>)Polyoxometalate (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, A., Nakagawa, Y., Uehara, K., Hikichi, S., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 48 ページ: 7055-7058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic Oxidative Synthesis of Nitriles Directly from Primary Alcohols and Ammonia (2009)
  • 著者名/発表者名: Oishi, T., Yamaguchi, K., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 48 ページ: 6286-6288
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterogeneously Catalyzed Efficient Alkyne-Alkyne Homocoupling by a Supported Copper Hydroxide on Titanium Oxide (2009)
  • 著者名/発表者名: Oishi, T., Katayama, T., Yamaguchi, K., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Chem.-Eur.J. 15 ページ: 7539-7542
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size-Selective Sorption of Small Organic Molecules in One-Dimensional Channel of Organic-Inorganic Hybrid Ionic Crystal Stabilized by π-π Interaction (2009)
  • 著者名/発表者名: Tagami, H., Uchida, S., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 48 ページ: 6160-6165
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Efficient Solvent-Free Route to Silyl Esters and Silyl Ethers (2009)
  • 著者名/発表者名: Ojima, Y., Yamaguchi, K., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Adv.Synth.Catal. 351 ページ: 1405-1411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design, Synthesis, and Catalysts of Bio-inspired Immobilized Metallocomplex Catalyst (2009)
  • 著者名/発表者名: Hikichi, S., Kaneko, M., Miyoshi, Y., Mizuno, N., Fujita, K., Akita, M.
  • 雑誌名: Top.Catal. 52 ページ: 845-851
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Tin-Tungsten Mixed Oxide as an Efficient Heterogeneous Catalyst for C-C Bond-Forming Reactions (2009)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, Y., Uchida, S., Yamaguchi, K., Mizuno, N.
  • 雑誌名: Chem.-Eur.J. 15 ページ: 4343-4349
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supported Gold Nanoparticles as a Reusable Catalyst for Synthesis of Lactones from Diols Using Molecular Oxygen as an Oxidant under Mild Conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsudome, T., Noujima, A., Mizugaki, T., Jitsukawa, K., Kaneda, K.
  • 雑誌名: Green Chem. 11 ページ: 793-797
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supported Silver Nanoparticle Catalyst for Selective Hydration of Nitriles to Amides in Water (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsudome, T., Mikami, Y., Mori, H., Arita, S., Mizugaki, T.Jitsukawa, K., Kaneda, K.
  • 雑誌名: Chem.Commun. ページ: 3258-3260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supported Gold Nanoparticle Catalyst for the Selective Oxidation of Silanes to Silanols in Water (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsudome, T., Noujima, A., Mizugaki, T., Jitsukawa, K., Kaneda, K.
  • 雑誌名: Chem.Commun. ページ: 5302-5304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Aerobic Oxidation of Alcohols using a Hydrotalcite-Supported Gold Nanoparticle Catalyst (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsudome, T., Noujima, A., Mizugaki, T., Jitsukawa, K., Kaneda, K.
  • 雑誌名: Adv.Synth.Catal. 351 ページ: 1890-1896
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Concerto Metal Catalysts Using Apatite Compounds for Green Organic Syntheses (2009)
  • 著者名/発表者名: Kaneda, K., Mizugaki, T.
  • 雑誌名: Energy Environ.Sci. 2 ページ: 655-673
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidant-Free Lactonization of Diols Using Hydrtalcite-Supported Copper Catalsyts (2009)
  • 著者名/発表者名: Mikami, Y., Ebata, K., Mitsudome, T., Mizugaki, T., Jitsukawa, K., Kaneda, K.
  • 雑誌名: Heterocycles 80 ページ: 855-861
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creation of a Monomeric Vanadate Species in an Apatite Framework as an Active Heterogeneous Base Catalyst for Michael Reactions in Water (2009)
  • 著者名/発表者名: Kaneda, K., Hara, T., Hashimoto, N., Mitsudome, T., Mizugaki, T., Jitsukawa, K.
  • 雑誌名: Catal.Today 10 ページ: 1016-1016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled Synthesis of Pd Clusters in Subnanometer Range Using Poly(propylene imine)Dendrimers (2009)
  • 著者名/発表者名: Mizugaki, T., Kibata, T., Ota, K., Mitsudome, T., Ebitani, K., Jitusukawa, K., Kaneda, K.
  • 雑誌名: Chem.Lett. 38 ページ: 1118-1119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electorons from Hydrogen (2009)
  • 著者名/発表者名: Ogo, S.
  • 雑誌名: Chem.Commun. ページ: 3317-3325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical Aspects of[NiFe]hydrogenase Ligand Composition (2009)
  • 著者名/発表者名: Ogo, S., Matsumoto, T., Ichikawa, K.
  • 雑誌名: Dalton Trans. ページ: 4304-4309
  • 査読あり
• [学会発表] ポリオキソメタレートを用いた精密触媒設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野哲孝
  • 学会等名: 触媒学会 愛媛地区講演会―高度に制御された活性点を利用した触媒化学―
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2010-01-22
• [学会発表] Water/Hexane Biphasic Interface Contorolled Regioselective Palladium-Catalyzed Allylation of Benzenethiol (2009)
  • 著者名/発表者名: Sanshiro Komiya
  • 学会等名: International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2009
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2009-12-16
• [学会発表] Visible Light Enhanced Reductive Elimination of Methylmanganese from Heterodinuclear Triorganoplatinum-managanese Complex (2009)
  • 著者名/発表者名: Sanshiro Komiya
  • 学会等名: 14th Japan-Korea Joint Symposium on Organometallic and Coordination Chemistry
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-10-10
• [学会発表] Recent Progress in Concerto Molecular Catalysis, Aerobic Oxidation of Alcohols with Bifunctional Molecular Catalysis (2009)
  • 著者名/発表者名: 碇屋隆雄
  • 学会等名: 14th Japan-Korea Joint Symposium on Organometallic and Coordination Chemistry
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] Green Oxidation Reactions by Polyoxometalate-Based Catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: 水野哲孝
  • 学会等名: International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis XIV
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Recent Progress in Concerto Molecular catalysis (2009)
  • 著者名/発表者名: 碇屋隆雄
  • 学会等名: International Symposium On Homogeous and Heteogeneous Catalysis XIV
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2009-09-13
• [学会発表] 分子の収着・分離、変換場となるポリオキソメタレート複合体の創製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水野哲孝
  • 学会等名: 第3回日本化学会関東支部大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-09-05
• [学会発表] Concerto Molecular Catalysts for Reductive and Oxidative Transformation (2009)
  • 著者名/発表者名: 碇屋隆雄
  • 学会等名: 15th IUPAC Symposium(OMCOS 15)
  • 発表場所: Glasgow, Scotland
  • 年月日: 2009-07-26
• [学会発表] An Efficient Oxidative Alkyne-Alkyne Homocoupling by a Dicopper-Substituted Silicotungstate (2009)
  • 著者名/発表者名: 水野哲孝
  • 学会等名: 6th World Congress on Oxidation Catalysis
  • 発表場所: Lille, France
  • 年月日: 2009-07-07
• [学会発表] 協奏機能分子触媒の化学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 碇屋隆雄
  • 学会等名: 第42回有機金属若手の会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2009-07-06
• [備考]
  • URL: http://concerto.cstm.kyushu-u.ac.jp/
• [産業財産権] アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法 (2009)
  • 発明者名: 碇屋隆雄, 伊藤正人, 大塚隆史
  • 権利者名: 碇屋隆雄, 伊藤正人, 大塚隆史
  • 産業財産権番号: 特願2009-285820
  • 出願年月日: 2009-12-17