2014 Fiscal Year Annual Research Report
固体表面におけるケイ素カチオンと有機塩基の協同触媒作用を利用した新反応の開拓
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24686092
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
本倉 健 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (90444067)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 固体表面 / ケイ素カチオン / モンモリロナイト / 金属錯体触媒 / 協同触媒作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度の研究では、前年度までの研究で得られたモンモリロナイト表面で形成されるケイ素カチオンの特殊な反応性に関する知見に基づき、これを触媒とするアルケンのシアノ化反応を試みた。その結果、これまでほとんど前例がないニトロメタンをシアノ基源とするシアノ化反応が進行することを見出した。アリルシランとニトロメタンの反応ではアリルニトリルが得られただけでなく、アリルシランとニトロメタンの反応系に他のアルケンを共存させると、アルケンのシアノシロキシ反応が進行することを見出した。これらの反応はモンモリロナイト以外の固体酸を用いた場合まったく進行しなかった。同位体実験および反応中間体のNMR解析から反応機構を解明し、モンモリロナイト表面にて形成されるケイ素カチオンが特殊な性質をもつことを改めて証明した。
さらに、ケイ素化合物の反応性に関する研究を推進する過程で、シランカップリング反応によってシリカ表面に固定したRh錯体と3級アミンによる協同触媒作用の発現や、ヒドロシランを還元剤とする銅錯体触媒による二酸化炭素の還元反応機構に関する研究においても成果を挙げることができた。
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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
現在までの研究において、モンモリロナイト表面で形成されるケイ素カチオンの反応性に着目し、これを有機合成反応へ応用することができた。加えて、金属錯体と有機塩基による協同触媒作用の発現、二酸化炭素変換反応のためのヒドロシランの反応性制御等、高効率触媒反応の実現のための研究展開が行われており、当初の計画以上に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究のさらなる進展には、特に固体表面における協同触媒作用発現のための、精密な活性点構造の構築と構造解析を行う必要がある。さらに、二酸化炭素変換反応においては、様々なケイ素系還元剤の反応性を明らかにし、より汎用性の高い触媒系への展開が望まれる。
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| Causes of Carryover |
当初の予想に反し、調製した触媒の構造が前駆体と比較して大幅に変化していることが明らかとなった。研究遂行上、この予期しない構造の決定と触媒作用の調査を行うことが不可欠となったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H28.9までに当初予定していた、触媒構造の最適化・触媒反応による活性評価を完了する予定である。
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