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2020 年度 実績報告書

金属錯体による可逆的ヘテロリシスに基づく水素の高活性化と水素貯蔵材料開発への展開

公募研究

研究領域ハイドロジェノミクス:高次水素機能による革新的材料・デバイス・反応プロセスの創成
研究課題/領域番号 19H05053
研究機関京都大学

研究代表者

藤田 健一  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (80293843)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード水素 / 金属錯体 / ヘテロリシス
研究実績の概要

新たな水素科学(ハイドロジェノミクス)の構築へ向けた取り組みの一環として、高度に活性化された水素を創出する基礎原理を確立し、その理解を深化させることは極めて重要といえる。そして、高活性化された水素を活用する新規物質変換プロセスを開発し、反応化学のみならず、材料科学や斬新なデバイス設計へと波及させていくことが、本新学術領域における大きな課題である。
本研究の目的は、研究代表者がこれまで明らかにしてきた、金属錯体と機能性配位子の協働による水素分子の可逆的ヘテロリシスに関する理解を深化し、この素反応を活用する水素貯蔵系の構築や、水素応答性材料の開発に取り組むことである。
本年度は、既に開発していた水素分子のヘテロリシス開裂を速やかに進行させるイリジウム錯体を活用し、水素の可視化技術への展開について調査した。その結果、鉄鋼材料中を透過する水素を検出するための新たな手法の確立に成功し、簡素なデジタルカメラ等を用いるだけで定量性を備えて水素を可視化することに成功した。
また、フルオレノール部位を含有する高分子化合物を水素貯蔵材料として用い、イリジウム錯体触媒による可逆的な脱水素化と水素化によって、新たな有機ハイドライド水素貯蔵システムを構築することにも成功した。
これらはいずれも、本新学術領域内の分野融合的共同研究によって得られた成果であり、研究領域を異にする研究者間の有機的連携により、水素科学の総合的理解、すなわち新しい学理の構築に大いに貢献するものといえる。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Hydrogen Production from Methanol‐Water Mixture over Immobilized Iridium Complex Catalysts in Vapor‐Phase Flow Reaction2021

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Sho、Maegawa Yoshifumi、Fujita Ken‐ichi、Inagaki Shinji
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 14 ページ: 1074~1081

    • DOI

      10.1002/cssc.202002557

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dimethylamination of Primary Alcohols Using a Homogeneous Iridium Catalyst: A Synthetic Method for N,N-Dimethylamine Derivatives2021

    • 著者名/発表者名
      Jeong Jaeyoung、Fujita Ken-ichi
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 86 ページ: 4053~4060

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c02896

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen production from cellulose catalyzed by an iridium complex in ionic liquid under mild conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Toyooka Genki、Tanaka Toshiki、Kitayama Kenji、Kobayashi Naoko、Watanabe Takashi、Fujita Ken-ichi
    • 雑誌名

      Catalysis Science & Technology

      巻: 11 ページ: 2273~2279

    • DOI

      10.1039/d0cy02419h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Dicarboxylic Acids from Aqueous Solutions of Diols with Hydrogen Evolution Catalyzed by an Iridium Complex2020

    • 著者名/発表者名
      Toyooka Genki、Fujita Ken‐ichi
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 13 ページ: 3820~3824

    • DOI

      10.1002/cssc.202001052

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent Advances in Homogeneous Catalysis via Metal?Ligand Cooperation Involving Aromatization and Dearomatization2020

    • 著者名/発表者名
      Shimbayashi Takuya、Fujita Ken-ichi
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 10 ページ: 635~635

    • DOI

      10.3390/catal10060635

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anti-Markovnikov Hydroamination of Alkenes with Aqueous Ammonia by Metal-Loaded Titanium Oxide Photocatalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Park Soyeong、Jeong Jaeyoung、Fujita Ken-ichi、Yamamoto Akira、Yoshida Hisao
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 ページ: 12708~12714

    • DOI

      10.1021/jacs.0c04598

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of an iridium complex for detecting hydrogen permeation through pure iron2020

    • 著者名/発表者名
      Ajito Saya、Hojo Tomohiko、Koyama Motomichi、Fujita Ken-ichi、Akiyama Eiji
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 45 ページ: 25580~25586

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2020.06.113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Polymer Sheet‐Based Hydrogen Carrier2020

    • 著者名/発表者名
      Oka Kouki、Kaiwa Yusuke、Kataoka Miho、Fujita Ken‐ichi、Oyaizu Kenichi
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2020 ページ: 5876~5879

    • DOI

      10.1002/ejoc.202001004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iridium-Catalyzed C-Alkylation of Methyl Group on N-Heteroaromatic Compounds using Alcohols2020

    • 著者名/発表者名
      Onoda Mitsuki、Fujita Ken-ichi
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 22 ページ: 7295~7299

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c02635

    • 査読あり
  • [学会発表] イリジウム錯体触媒による含窒素複素環上のメチル基のアルコールによるC-C結合形成反応2021

    • 著者名/発表者名
      小野田光貴, 藤田健一
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 含窒素複素環カルベン配位子を有するイリジウム触媒を用いたアルコールの高効率的ジメチルアミノ化反応2021

    • 著者名/発表者名
      丁在瑛, 藤田健一
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 金属錯体による水素の高活性化 -水素社会の基盤技術開発を目指して-2021

    • 著者名/発表者名
      藤田健一
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] イリジウム錯体触媒による含窒素複素環メチル基のアルコールによるC-アルキル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      小野田光貴, 藤田健一
    • 学会等名
      第9回JACI/GSCシンポジウム
  • [学会発表] 実用化を目指したイリジウム錯体触媒を用いる2,5-ジメチルピペラジンの高速脱水素化反応2020

    • 著者名/発表者名
      丁在瑛, 藤田健一
    • 学会等名
      第9回JACI/GSCシンポジウム
  • [学会発表] 水素の発生を伴う水中でのジオールからのジカルボン酸合成2020

    • 著者名/発表者名
      豊岡源基, 藤田健一
    • 学会等名
      第9回JACI/GSCシンポジウム
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いた脱水素化反応における触媒活性評価と触媒再利用の検討2020

    • 著者名/発表者名
      桑葉達広, 安村優澄, 藤田健一
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
  • [学会発表] ビピリドナート配位子を持つイリジウム錯体の金属-配位子協働作用による水素分子のヘテロリシス型活性化および逆反応2020

    • 著者名/発表者名
      早﨑直哉, キョウコウツウ, 藤田健一
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
  • [学会発表] 機能性配位子を有する新規ルテニウム錯体の合成と脱水素化反応における活性評価2020

    • 著者名/発表者名
      伊東初, 清水嶺之, 新林卓也, 藤田健一
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
  • [学会発表] イリジウム錯体触媒を用いた含窒素複素環上のメチル基におけるアルコールによるアルキル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      小野田光貴, 藤田健一
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いる環境調和性に優れたジメチルアミン誘導体の合成反応2020

    • 著者名/発表者名
      丁在瑛, 藤田健一
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
  • [学会発表] 機能性高分子配位子を持つイリジウム触媒によるアルコールの脱水素化反応2020

    • 著者名/発表者名
      久野太希, 丁在瑛, 森田柊平, 森崎泰弘, 藤田健一
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
  • [図書] Iridium-Catalyzed Dehydrogenative Reactions, Topics in Organometallic Chemistry2021

    • 著者名/発表者名
      Shimbayashi Takuya、Fujita Ken-ichi
    • 総ページ数
      464
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-3-030-69083-0

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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