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2015 年度 実績報告書

炭素-炭素結合形成を伴う触媒的二酸化炭素固定化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25708017
研究機関京都大学

研究代表者

藤原 哲晶  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30374698)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード二酸化炭素 / 銅 / アレン / ヒドロシラン / アルコール / カルボン酸
研究実績の概要

炭化水素の最終形態である二酸化炭素を炭素源とし,再度有機資源へと再生する物質変換法の開発は,二酸化炭素の排出削減や隔離技術の開発と並び,今後の人類社会の発展に大きく寄与する重要な研究課題の1つである.本申請課題では,炭素-炭素結合生成を伴う触媒的な二酸化炭素固定化反応の開発を目的として,様々な遷移金属錯体触媒を用いる反応開発を進めている.
3年目となる本年度は,我々がこれまでに開発した知見を元に,銅触媒を用いるアレンのカルボキシル化反応を検討した.その結果,かさの大きな2座のリン配位子を有する銅触媒を用いて,ヒドロシランを還元剤とするアレンのカルボキシル化反応を検討したところ,生成物としてホモアリルアルコールが得られることを見出した.この反応は,二酸化炭素を出発原料として高級アルコールを生成する触媒的反応としては初めての報告例になる.様々な官能基を有するアレンを用いても本反応は良好に進行し,対応するホモアリルアルコールが得られることを見出した.中でも,銅触媒で還元されうるエステル基が保持されることは特筆に値する.一方,この反応系において,配位子を含窒素複素環カルベンとし,アレンに対して等量の塩基を共存させた反応条件に変更したところ,アレンのヒドロカルボキシル化反応が進行し,不飽和カルボン酸が生成物としてられることを見出した.すなわち,用いる反応条件を変更することにより,同一の出発原料から異なる生成物(アルコールまたはカルボン酸)へと誘導できることを明らかにした.

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

本年度は,銅触媒とヒドロシランを用いる新規な二酸化炭素固定化反応の開発に成功した.このような成果が得られていることから,本申請課題が概ね順調に進行していると判断した.

今後の研究の推進方策

本申請課題を進める過程で,申請者らはコバルト触媒が二酸化炭素固定化反応に有用であることを見出している.今後は,このコバルト触媒を用いた反応開発を中心に,二酸化炭素捕捉過程を組み込んだ多成分連結反応へと展開する.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち謝辞記載あり 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Transition-Metal-Catalyzed Fixation of Carbon Dioxide via Carbon-Carbon Bond Formation2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuaki Fujihara, Yasushi Tsuji
    • 雑誌名

      J. Jpn. Petro. Inst.

      巻: 59 ページ: in press

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed C–C Bond-forming Transformation of CO2 to the Alcohol Oxidation level: Selective Synthesis of Homoallylic Alcohols from Allenes, CO2, and Hydrosilanes2015

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Tani, Kazunari Kuga, Tetsuaki Fujihara, Jun Terao, Yasushi Tsuji
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 13020-13023

    • DOI

      10.1039/C5CC03932K

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed Silylative Allylation of Ketones and Aldehydes Employing Allenes and Silylboranes2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tani, T. Yamaguchi, T. Fujihara, J. Terao, Y. Tsuji
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 44 ページ: 271-273

    • DOI

      10.1246/cl.141018

    • 査読あり
  • [学会発表] 銅触媒を活用する二酸化炭素固定化反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      藤原哲晶
    • 学会等名
      第3回元素戦略に基づいた触媒設計シンポジウム
    • 発表場所
      首都大学東京秋葉原サテライトキャンパス
    • 年月日
      2015-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅触媒による二酸化炭素とシリルボランを用いた不飽和化合物のシラカルボキシル化反応2015

    • 著者名/発表者名
      藤原哲晶,谷洋介,寺尾潤,辻康之
    • 学会等名
      第108回有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-11-05 – 2015-11-06
  • [学会発表] 銅触媒による二酸化炭素とシリルボランを用いたアレンのシラカルボキシル化反応2015

    • 著者名/発表者名
      藤原哲晶,谷洋介,寺尾潤,藤原哲晶
    • 学会等名
      第19回ケイ素化学シンポジウム
    • 発表場所
      ラフォーレ琵琶湖
    • 年月日
      2015-10-23 – 2015-10-24

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公開日: 2017-01-06  

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