| 研究実績の概要 |
本研究では、高度にサイズ制御された高性能合成触媒として機能するホルムアミド保護シングルナノ微粒子金属を創成し、これを触媒とした高難度有機変換反応開発を行った。
本目的を達成するために、本研究期間内ではN,Nージメチルホルムアミド(DMF)およびN,N－ジメチルアセトアミド(DMAc)の２つのホルムアミド類を還元剤、保護剤、溶媒として用いたナノ金属微粒子触媒の合成ならびに触媒機能評価を行い成果を得た。
2021年度は下記の成果を得た。
第一に、塩化ルテニウムを前駆体としてDMFを加えて加熱撹拌することにより、DMF保護ルテニウムナノ粒子を液相合成した。得られたナノ粒子は機器分析によって粒径、中心金属の酸化数等を評価した。本ナノ粒子はアルコールを用いたβ位二量化反応（ゲルべ反応）の触媒として高い活性を示し、触媒のリサイクルが可能であることを明らかにした。また、本触媒系を用いた反応条件スクリーニングならびに最適反応条件における基質拡張検討を行った。本法は工業的化成品の原料として有用なゲルべアルコールを得るための有用な触媒プロセスを提供するものである。本研究ではゲルべアルコールの合成する高活性触媒として、チタンに微量のパラジウムを加えた合金を用いることができることも併せて見出した。
第二に、塩化ルテニウムにDMAcを加えて加熱撹拌することによりDMAc保護ルテニウムナノ粒子を合成した。得られた金属ナノ粒子の反応前後における粒子径の変化ならびに、ナノ粒子を構成する中心金属の酸化状態等を電子顕微鏡およびX線分光法等の機器分析を用いて解析した。本ナノ粒子はアルコールをアルキル化剤として用いた、アミドのα－アルキル化反応に高い触媒活性を示すことを見出した。本触媒系を用いた反応においても反応条件最適化、種々のアルコールやアミドを用いた基質拡張検討を行うとともに、副生成物の構造解析を行った。
|
