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2019 年度 実施状況報告書

新規HF-塩基錯体の合成とフッ素資源循環プロセスへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 19K05567
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

田嶋 稔樹  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (50361770)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードHF錯体 / 有機強塩基 / 電解フッ素化
研究実績の概要

フッ化カリウム(KF)と固体酸のカチオン交換反応により定量的に生成したフッ化水素(HF)に対して有機強塩基を作用させることで、種々の有機強塩基-nHF錯体を合成するべく検討を行った。その結果、1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU)、1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene (TBD)、さらに7-methyl-1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene (MTBD)の何れを用いた場合にも対応する有機強塩基-3HF錯体が定量的に得られることが明らかになった。なお、得られた有機強塩基-3HF錯体は減圧下においてもHFを遊離することなく比較的安定であった。
有機強塩基-3HF錯体を電解フッ素化に応用するために、得られた有機強塩基-3HF錯体の酸化電位をサイクリックボルタンメトリーによって測定した。その結果、有機強塩基の構造により若干違いがあるものの、おおよそ1.8 V以上の耐酸化性を有することが明らかになった。また、有機強塩基-2HF、有機強塩基-HFとHFの配位数が減少するに従い、その酸化電位は大きく低下した。
さらに、得られた有機強塩基-3HF錯体を支持塩兼フッ素化剤として用いることでトリフェニルメタンおよびフェニルチオ酢酸エチルの電解フッ素化を行った。その結果、有機強塩基-3HF錯体を用いた場合には、アミン-3HF錯体を用いた場合と比較して収率が向上することが明らかになった。これは、塩基性度の高い有機強塩基がHFのプロトンを強く捕捉することで、より裸のフッ化物イオンが生成したためだと考えられる。

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

当初の計画通り有機強塩基-3HF錯体の合成に成功し、有機強塩基-3HF錯体の電解フッ素化への応用についても目途が立ったため。

今後の研究の推進方策

有機強塩基-3HF錯体の求核性(フッ素化能)がアミン-3HF錯体よりも高いことが予想されるため、有機強塩基-3HF錯体を電解フッ素化だけではなく種々の求核的フッ素化反応に応用することでその求核性の評価を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額は8,134円であり、ほとんど計画通りの使用状況である。また、次年度の使用計画としては物品費として本研究の遂行に必要な試薬等の購入に充てる予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] 種々の有機強塩基-3HF 錯体を用いたベンジル位の電解フッ素化2019

    • 著者名/発表者名
      三田海人,浅野武蔵,青木翼,田嶋稔樹
    • 学会等名
      第43回有機電子移動化学討論会
  • [学会発表] 種々のアミン-3HF 錯体を用いたベンジル位の電解フッ素化2019

    • 著者名/発表者名
      村岡慶一,浅野武蔵,三田海人,青木翼,田嶋稔樹
    • 学会等名
      第43回有機電子移動化学討論会
  • [学会発表] 種々の有機強塩基-3HF錯体の合成とそのベンジル位の電解フッ素化への応用2019

    • 著者名/発表者名
      三田海人,浅野武蔵,青木翼,田嶋稔樹
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
  • [学会発表] 種々のアミン-3HF錯体によるベンジル位の電解フッ素化2019

    • 著者名/発表者名
      村岡慶一,浅野武蔵,三田海人,青木翼,田嶋稔樹
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
  • [学会発表] アミンおよび有機強塩基を用いた HF 錯体の合成とベンジル位の電解フッ素化への応用2019

    • 著者名/発表者名
      三田海人,浅野武蔵,村岡慶一,田嶋稔樹
    • 学会等名
      第42回フッ素化学討論会
  • [学会発表] 種々の HF 錯体を用いたエポキシドの開環フッ素化2019

    • 著者名/発表者名
      村岡慶一,田嶋稔樹
    • 学会等名
      第42回フッ素化学討論会

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公開日: 2021-01-27  

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