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2016 年度 実績報告書

金属ナノ粒子と担体との協奏的触媒機能を生かした環境調和型分子変換システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26289303
研究機関大阪大学

研究代表者

満留 敬人  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (00437360)

研究分担者 金田 清臣  大阪大学, 太陽エネルギー化学研究センター, 特任教授 (90029554)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード金属ナノ粒子 / 触媒 / 無機酸化物 / 環境調和 / 有機合成
研究実績の概要

本年度は、研究代表者が独自で見出した"金属ナノ粒子と無機酸化物担体との界面で起こる特異な協奏的触媒作用”を最大限に発現させるため、金属ナノ粒子を無機酸化物で覆ったコア-シェル型金属ナノ粒子触媒の開発を行なった。その結果、添加剤や有害試剤を一切用いず、水中にてコア‐シェル型金属ナノ粒子を一段階で合成できる新手法の開発に世界で初めて成功した(T. Urayama, T. Mitsudome, Z. Maeno, T. Mizugaki, K. Jitsukawa, K. Kaneda Chem. Eur. J., 2016, 22, 17962. )。例えば、金前駆体溶液とセリウム前駆体溶液を水中で攪拌するだけで、金ナノ粒子がセリアナノ粒子に覆われたコアーシェル型金属ナノ粒子を一段階で合成できる。さらに、開発したコア‐シェル型金属ナノ粒子(Au@CeO2)の触媒機能を検討したところ、非常に還元されやすい炭素-炭素二重結合を保持したまま、目的とする官能基のみを高選択的に還元する高性能な触媒として機能することが明らかとなった。つまり、Au@CeO2はC=C結合を保持したままアルデヒド基、アルキニル基、及びエポキシ基などの様々な官能基を高選択的に水素化できる。さらに、本触媒は反応後、反応溶液からろ過により容易に分離でき、再び反応に用いても活性の低下は観られず、高い耐久性も兼ね備えている事が明らかとなった。本成果は、Chem. Eur. J.のhot paperに選定され、Synfacts誌のSnfact of Monthに選定され、その表紙を飾った。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Metal-Support Cooperative Catalysts for Environmentally Benign Molecular Transformations2017

    • 著者名/発表者名
      Kiyotomi Kaneda,Takato Mitsudome
    • 雑誌名

      The Chemical Record

      巻: 17 ページ: 4-26

    • DOI

      10.1002/tcr.201600036

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Green, Multi-Gram One-Step Synthesis of Core-Shell Nanocomposites in Water and Their Catalytic Application to Chemoselective Hydrogenations2016

    • 著者名/発表者名
      Teppei Urayama, Takato Mitsudome, Zen Maeno, Tomoo Mizugaki, Koichiro Jitsukawa, Kiyotomi Kaneda
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 22 ページ: 17962-17966

    • DOI

      10.1002/chem.201604763

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On-demand Hydrogen Production from Organosilanes at Ambient Temperature Using Heterogeneous Gold Catalysts2016

    • 著者名/発表者名
      Takato Mitsudome, Teppei Urayama, Taizo Kiyohiro, Zen Maeno, Tomoo Mizugaki, Koichiro Jitsukawa, Kiyotomi Kaneda
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 37682

    • DOI

      10.1038/srep37682

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 層状固体酸触媒の特性を活かすたポリエーテル解重合反応による有用化成品合成2017

    • 著者名/発表者名
      前野 禅・山田翔太・満留敬人・水垣共雄・實川浩一郎
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-22
  • [学会発表] 金ナノ粒子によるヒドロシランの高効率酸化と水素生成反応への応用2017

    • 著者名/発表者名
      満留敬人・浦山鉄平・前野 禅・水垣共雄・實川浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-22
  • [学会発表] ルテニウム担持酸化セリウム触媒を用いたレブリン酸から2-ブタノールへの高選択的な還元的脱炭酸反応2017

    • 著者名/発表者名
      水垣共雄・東郷渓都・前野 禅・満留敬人・實川浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-21
  • [学会発表] 高選択的分子変換を実現する複合化金属ナノ粒子触媒の設計と開発2017

    • 著者名/発表者名
      満留敬人
    • 学会等名
      第1回 東工大応用化学系 次世代を担う若手シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2017-03-20
  • [学会発表] Development of Supported Ruthenium Catalysts for Green One-pot Transformation of Phenol Derivatives to Biphenols2017

    • 著者名/発表者名
      前野 禅・満留敬人・水垣共雄・實川 浩一郎
    • 学会等名
      97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-19
  • [学会発表] コア-シェル型金属ナノ粒子の環境調和型一段階合成法の開発とその化学選択的還元反応における触媒作用2017

    • 著者名/発表者名
      満留敬人・浦山 鉄平・前野 禅・水垣共雄・實川浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-19
  • [学会発表] 分子状酸素を酸化剤に用いたカテコール類と活性メチレン化合物の酸化的クロスカップリング反応を促進する固定化金属触媒の開発2017

    • 著者名/発表者名
      山本昌信・前野 禅・満留敬人・水垣共雄・實川 浩一郎
    • 学会等名
      97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-18
  • [学会発表] プロトン交換型モンモリロナイト触媒を用いたポリエーテルの解重合によるグリコールジエステル合成反応2017

    • 著者名/発表者名
      御堂河内 薫・前野 禅・満留敬人・水垣共雄・實川 浩一郎
    • 学会等名
      97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-18
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒を用いたヒドロシランの高効率酸化と水素生成反応への応用2017

    • 著者名/発表者名
      満留敬人・浦山鉄平・水垣共雄・前野 禅・實川 浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] ハイドロキシアパタイト固定化Pt-Mo触媒を用いたバイオマス由来カルボン酸からアルコールへの選択的水素化反応2017

    • 著者名/発表者名
      新田晃大・東郷渓都・水垣共雄・前野 禅・満留敬人・實川 浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] チタンイオン交換型モンモリロナイト触媒を用いたエステル交換によるポリオール類の高選択的アシル化反応2017

    • 著者名/発表者名
      森田崇聖・水垣共雄・前野 禅・満留敬人・實川 浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] ルテニウム担持酸化セリウム触媒を用いた水素を還元剤とするレブリン酸の脱炭酸反応2017

    • 著者名/発表者名
      水垣共雄・東郷渓都・前野 禅・満留敬人・實川 浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] 高効率な分子変換反応を促進するコア-シェル型金ナノ粒子触媒の開発2017

    • 著者名/発表者名
      満留敬人
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都江東区)
    • 年月日
      2017-03-07
  • [学会発表] 高難度反応を促進するナノ構造触媒の開発2017

    • 著者名/発表者名
      満留敬人
    • 学会等名
      3D活性サイト科学 第五回成果発表会
    • 発表場所
      伊豆山研修センター(静岡県熱海市)
    • 年月日
      2017-03-04
  • [学会発表] 高活性金属ナノ触媒が切り拓く革新的ものづくり2017

    • 著者名/発表者名
      満留敬人
    • 学会等名
      触媒学会界面分子変換研究会・日本表面科学会触媒表面科学研究部会 合同ワークショップ「触媒研究の最前線とこれからを語る」
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2017-03-03
  • [学会発表] 高選択的分子変換を実現する複合金属ナノ粒子触媒の設計と開発2017

    • 著者名/発表者名
      満留敬人
    • 学会等名
      触媒化学融合研究センター講演会
    • 発表場所
      産総研つくばセンター(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2017-02-03
  • [学会発表] 高選択的分子変換を促進させるコア-シェル型セリ内包金属ナノ粒触媒の開発2016

    • 著者名/発表者名
      満留敬人
    • 学会等名
      第4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(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-11-25
  • [学会発表] カチオン交換型モンモリロナイト触媒を用いたエステル交 換によるグリセロールの位置選択的アシル化反応2016

    • 著者名/発表者名
      森田 崇聖・前野 禅・満留 敬人・水垣 共雄・實川 浩一郎・金田 清臣
    • 学会等名
      第2回キャタリストクラブ例会【第9回触媒表面化学研究発表会】
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-10-28
  • [学会発表] アルキンの高選択的部分水素化反応を促進するコア-シェル型セリア内包金ナノ粒子触媒の設計2016

    • 著者名/発表者名
      満留敬人・ 前野禅・水垣共雄・實川浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-09-22
  • [学会発表] レブリン酸からC5有用化合物への高選択的変換に向けた白金-モリブデン酸化物固定触媒の開発2016

    • 著者名/発表者名
      水垣共雄・東郷渓都・前野 禅・満留敬人・實川浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-09-21
  • [学会発表] プロトン交換型モンリロナイト触媒を用いたカルボン酸誘導体とのポリエーテルの解重合によるグリコールジエステル合成2016

    • 著者名/発表者名
      前野 禅・山田翔太・満留敬人・水垣共雄・實川浩一郎
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-09-21
  • [学会発表] ナノ反応場を利用したコアーシェル型金属ナノ粒子の簡便合成とその高選択的触媒作用2016

    • 著者名/発表者名
      満留敬人
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-09-15
  • [学会発表] 3D活性サイト制御による高性能ナノ分子触媒の創製2016

    • 著者名/発表者名
      満留敬人・野村琴広
    • 学会等名
      3D活性サイト科学 第四回成果発表会
    • 発表場所
      大阪大学シグマホール(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-09-10
  • [学会発表] 高選択的還元反応を促進する金属ナノ粒子触媒の開発とXAFSによる活性種の解析2016

    • 著者名/発表者名
      満留敬人
    • 学会等名
      第19回XAFS討論会
    • 発表場所
      名古屋大学野依学術記念交流館(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-04
  • [学会発表] 高効率バイオマス変換に向けた固定化Pt-Mo触媒の開発~レブリン酸からC5ケミカルズへの高選択的水素化反応2016

    • 著者名/発表者名
      東郷渓都・水垣共雄・前野禅・満留敬人・實川浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      第10回触媒道場
    • 発表場所
      旅館まつさき(石川県能美市)
    • 年月日
      2016-08-30
  • [学会発表] Design of core-Pd/shell-Ag nanocomposite catalyst for selective semihydrogenation of alkynes to alkenes2016

    • 著者名/発表者名
      Teppei Urayama,Takato Mitsudome, Zen Maeno, Tomoo Mizugaki, Koichiro Jitsukawa, Kiyotomi Kaneda
    • 学会等名
      252nd American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      Pennsylvania Convention Center(Philadelphia, PA/USA)
    • 年月日
      2016-08-24
    • 国際学会
  • [学会発表] 固定化ルテニウム触媒を用いたテトラメチルビフェノールの環境調和型ワンポット合成2016

    • 著者名/発表者名
      前野 禅・満留敬人・水垣共雄・實川浩一郎
    • 学会等名
      第5回 JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル神戸(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-06-02
  • [学会発表] プロトン交換型モンモリロナイト触媒によるカルボン酸誘導体を用いたポリエーテルのエステルへの解重合反応2016

    • 著者名/発表者名
      山田翔太・水垣共雄・前野禅・満留敬人・實川浩一郎・金田清臣
    • 学会等名
      第5回 JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル神戸(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-06-02
  • [学会発表] Design of Core-Shell Nanocomposite Catalysts for Highly Chemoselective Hydrogenations2016

    • 著者名/発表者名
      満留敬人
    • 学会等名
      International Symposium on Nanostructured Photocatalysts and Catalysts (NPC2016)
    • 発表場所
      大阪大学会館(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-04-09
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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