2017 Fiscal Year Research-status Report
構造設計が自在な有機分子還元剤による還元反応の革新と機能開拓(国際共同研究強化)
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15KK0186
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
劔 隼人 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60432514)
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Project Period (FY) |
2016 – 2019
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Keywords | 表面有機金属化学 / 還元反応 / メタセシス反応 |
Outline of Annual Research Achievements |
固体表面上の化学種の還元には、金属塩を副生することなく温和な条件で使用可能な還元剤の利用が重要である。これまでの検討において、シリカ表面上にタングステン錯体を担持し、その後、酸素雰囲気下で酸化処理することで得られたシリカ表面上の単一酸化タングステン種を用いて、還元作用を示す有機ケイ素化合物により処理したところ、速やかに表面上での還元反応が進行し、低酸化数の化学種がシリカ表面上に形成することが分かった。さらに、アルケン存在下で還元反応を行った場合には、アルケンメタセシス反応が進行することを明らかとしてきた。さらに、本手法の拡大を狙って、類似の手法をモリブデン錯体に適用したところ、錯体の担持により、シリカ表面にはモリブデンジオキソ種が生成することが分かった。また、有機ケイ素化合物で処理した場合には、一つのオキソ配位子が遊離することで4価のモリブデン種が生じることを見出した。さらに、タングステン種と同様に、得られた低酸化数化学種はアルケンメタセシス反応に対して活性を示すことが分かった。それぞれ得られた化学種である酸化モリブデン担持種と有機ケイ素化合物によりした還元種の各種X線分光測定による解析から、シリカ表面には6価のモリブデンが担持されており、有機ケイ素化合物と反応させることで、主に2電子還元反応が進行した4価の化学種が生じることが分かった。モリブデンの低酸化数化学種は容易に会合し、触媒活性を示さない一方、シリカ表面上に分散担持することで、高い触媒活性を維持する低酸化数化学種が得られることを見出した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
固体触媒表面上での有機ケイ素化学種による還元反応が、当初見出したタングステン以外にも様々に適用可能であることを明らかとし、新たに適用したシリカ担持モリブデン種においても還元活性化が可能であることを明らかにした。さらに、有機ケイ素化合物の固体触媒への応用を図るうえで、酸素活性化に関する興味深い知見を得ており、当初の計画を超えて新たな進展が期待される。
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Strategy for Future Research Activity |
固体触媒と有機ケイ素化合物の反応に関して研究を進める中で、酸素分子の活性化が進行し、有機化合物の触媒的酸化反応が進行することを新たに見出した。本知見は、酸素分子を唯一の酸化剤とする分子変換であり、さらなる適用可能性に向けて研究を展開している。また、低酸化数化学種を用いた触媒反応開発を行う研究者とディスカッションを行う中で、新たに、アメリカの研究者との間で共同研究を進めることを合意して、有機ケイ素化合物を用いて生じる低酸化数化学種を用いた触媒的複素環合成に関しても同時並行で研究を進めている。
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