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2020 年度 実施状況報告書

アミドの合成や加アルコール分解反応に優れたアルコキシ架橋二核卑金属錯体触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K15277
研究機関大阪大学

研究代表者

長江 春樹  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40779005)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードアミド / エステル化 / マンガン / カリウム / ニッケル / 銅 / 異種二核金属錯体
研究実績の概要

本研究では、アミドの合成や加アルコール分解反応に優れたアルコキシ架橋二核卑金属錯体触媒の開発を研究目的とし、アルコキシ基で架橋された四核キュバン型卑金属錯体前駆体やマンガンーカリウム異種金属二核錯体を触媒としたアミドの切断反応について研究を進めてきた。2020年度は、マンガンーカリウム異種金属二核錯体を触媒としたアミドのエステル化反応に注力し、異種金属二核錯体が同種二核金属錯体よりも高い触媒活性を示すことを見出し、さらに、速度論解析および量子化学計算に基づき、本反応の反応メカニズムを明らかにした。これらの研究は、既に学術論文としてChemistry - A European Journalに報告している(Chem. Eur. J., 2020, 26, 10735)。また、本報告は安定なアミド結合を容易に切断する反応であり、その反応機構解明を徹底的に行った点が評価され、journalのカバーピクチャーに採用された(Chem. Eur. J., 2020, 26, 10643、およびChem. Eur. J., 2020, 26, 10647)。また、現在2つの異なる金属を用いた反応として、ニッケルと銅を用いた新たな分子変換反応に着手しており、論文投稿段階にある。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

現在、研究計画に記載した3つの目標のうち、アルコキシ架橋キュバン型錯体を触媒とする反応、およびマンガンーカリウム異種二核金属錯体を触媒とした反応をすでに達成していることから、進捗状況は極めて順調であると言える。また、2つの異なる金属を触媒とした新たな反応の開発にも成功しており、既に学術論文として投稿段階にあり、新たな研究の開拓も順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

今後の研究として、課題3として設定した「アルコキシ架橋卑金属錯体を担持した固体触媒の開発」を行っている段階であり、現在固体表面に亜鉛やニッケルなどの触媒を担持することに成功した段階にある。今後、これらの固体触媒を用いて、アミドのエステル化やエステル交換反応などに展開する計画である。また、ニッケルと銅を用いた新たな分子変換反応をさらに展開することも計画している。

次年度使用額が生じた理由

今年度はコロナ禍の影響で実験を出来る日数が例年に比べて大幅に減少したため、物品費が予定よりも少なくなった。また、出張も無くなり、学会がオンライン開催になったことから、旅費も使用しなかった。その分論文の執筆に注力し、論文の執筆投稿費用や学会の参加費にその他の財源を充てた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [国際共同研究] Stockholm University(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Stockholm University
  • [雑誌論文] Esterification of Tertiary Amides: Remarkable Additive Effects of Potassium Alkoxides for Generating Hetero Manganese?Potassium Dinuclear Active Species2020

    • 著者名/発表者名
      Hirai Takahiro、Kato Daiki、Mai Binh Khanh、Katayama Shoichiro、Akiyama Shoko、Nagae Haruki、Himo Fahmi、Mashima Kazushi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 26 ページ: 10735~10742

    • DOI

      10.1002/chem.202001447

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Asymmetric Coupling of 1,3-Dienes and C-Nucleophiles by Ni/Cu Cooperative Catalysts Bearing Planer Chiral Diphosphine Ligand2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hirai, Jingzhao Xia, Shoichiro Katayama, Haruki Nagae, Wanbin Zhang, Kazushi Mashima
    • 学会等名
      The 101st CSJ Annual Meeting
  • [学会発表] Mechanism of Asymmetric Coupling of 1,3-Dienes and C-Nucleophiles by Ni/Cu Cooperative Catalysts by DFT Calculations2021

    • 著者名/発表者名
      Haruki Nagae, Jingzhao Xia, Shoichiro Katayama, Takahiro Hirai, Wanbin Zhang, and Kazushi Mashima
    • 学会等名
      The 101st CSJ Annual Meeting
  • [学会発表] 坂本 和隆・藤原 早季子・長江 春樹・今 喜裕・佐藤 一彦・奥田 純・真島 和志2020

    • 著者名/発表者名
      セリウムと第一遷移金属を含有する異種四核金属錯体を用いたベンジル位の空気酸化反応
    • 学会等名
      第36回希土類討論会
  • [学会発表] セリウムと第一遷移金属を含有する異種四核金属錯体を光誘起触媒としたベンジル位の空気酸化反応2020

    • 著者名/発表者名
      坂本 和隆・藤原 早季子・長江 春樹・今 喜裕・佐藤 一彦・奥田 純・真島 和志
    • 学会等名
      錯体化学会第70回討論会
  • [学会発表] 希土類金属を含有する異種四核金属錯体を触媒とした二酸化炭素とエポキシドの交互共重合反応2020

    • 著者名/発表者名
      長江春樹、松代咲希、芥川心之介、奥田 純、真島和志
    • 学会等名
      第36回希土類討論会

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公開日: 2022-12-28  

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