自然共生型物質変換プロセスの構築を目指した新規不均一系触媒の開発

开发新型多相催化剂，旨在建立自然共生材料转化过程

基本信息

批准号：
04J08143
负责人：
原孝佳
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本申請研究では、種々の物理化学的性質を自在に制御できる魅力的な無機結晶性材料であるハイドロキシアパタイト(HAP)の諸特性に基づき、新規な高機能不均一系触媒を創製し、自然共生型物質変換プロセスを開発することを目的とした。具体的には、HAPの特性であるカチオン交換能を利用し、固体表面を配位子とするZnやRuなどの遷移金属およびLaやYbなどの希土類金属リン酸錯体触媒の創成、また、吸着能を利用した金属ナノクラスター触媒の開発を行った。また、HAPのアニオン部位であるリン酸をバナジン酸へと全置換したカルシウムバナジン酸アパタイト(VAp)触媒の合成も行った。これら合成した不均一系触媒を用い、水溶媒中での効率的炭素-炭素結合形成反応(Michael反応やAldol反応)、炭酸ガスの化学的固定化反応などの自然共生型物質変換反応にてその性能を評価した。またファインケミカルズ合成に必要不可欠な不斉炭素-炭素結合形成反応による高付加価値化合物の合成プロセスを構築した。さらに種々の分光学的手法(UV-vis,FT-IR,XRD,XPS,NMR,ESR,XAFS,SEM,TEM)を用いて詳細に活性点近傍の微細構造を決定することにより、その優れた触媒機能と分子構造の関係を明らかにした。本申請研究を通した新規固体触媒の創製は、触媒設計分野のみならず、高機能性材料の創製を目指すナノテクノロジーの幅広い分野においても重要な知見を与えたと考える。本申請研究の成果は学術雑誌へ既に投稿済みであり、またワシントン(アメリカ合衆国)で開催された国際学会をはじめ、国内における学会においても発表を行った。

该申请研究旨在基于羟基磷灰石（HAP）的各种特性（一种有吸引力的无机晶体材料，可以自由地控制各种物理化学特性，旨在创建一种新的高度功能性异质催化剂并开发自然共生材料转化过程。具体而言，通过利用阳离子交换能力（这是HAP的特征），我们创建了诸如Zn和Ru之类的过渡金属，这些金属像配体一样坚固，稀土金属磷酸盐复合物（如LA和YB）以及使用吸附能力的金属纳米簇催化剂。此外，还合成了钙酸磷灰石（VAP）催化剂的钙，其中磷酸盐是HAP的阴离子位点，完全被钒酸代替。使用这些合成的异质催化剂，在自然共生型材料转化反应中评估了它们的性能，例如在水溶液中的有效的碳碳键形成反应（迈克尔反应和藻反应），以及二氧化碳气体的化学固定反应。我们还构建了一个通过不对称碳键形成反应合成高增值化合物的过程，这对于精细的化学合成至关重要。此外，通过使用各种光谱方法（UV-VIS，FT-IR，XRD，XP，NMR，NMR，ESR，XAFS，SEM，SEM，TEM）确定活跃位点附近的细小结构，阐明了其出色的催化功能与分子结构之间的关系。通过这项应用研究创建新的固体催化剂，不仅为催化剂设计领域提供了重要的知识，而且在纳米技术的各种领域中也为我们提供了重要的知识，纳米技术的旨在创建高功能性的材料。该申请研究的结果已经提交给学术期刊，并且也在日本的会议上提出，包括在华盛顿（美国）举行的国际科学学会。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Catalytic investigations of carbon-carbon bond-forming reactions by a hydroxyapatite-bound palladium complex

DOI：
10.1039/b506129f
发表时间：
2005-01-01
期刊：
NEW JOURNAL OF CHEMISTRY
影响因子：
3.3
作者：
Mori, K;Hara, T;Kaneda, K
通讯作者：
Kaneda, K

Creation of monomeric La complexes on apatite surfaces and their application as heterogeneous catalysts for Michael reactions

DOI：
10.1039/b512030f
发表时间：
2006-01
期刊：
New Journal of Chemistry
影响因子：
3.3
作者：
K. Mori;M. Oshiba;Takayoshi Hara;T. Mizugaki;K. Ebitani;K. Kaneda
通讯作者：
K. Mori;M. Oshiba;Takayoshi Hara;T. Mizugaki;K. Ebitani;K. Kaneda

Highly efficient dehalogenation using hydroxyapatite-supported palladium nanocluster catalyst with molecular hydrogen

DOI：
10.1039/b408185d
发表时间：
2004-01-01
期刊：
GREEN CHEMISTRY
影响因子：
9.8
作者：
Hara, T;Mori, K;Kaneda, K
通讯作者：
Kaneda, K

Michael Reaction of 1,3-Dicarbonyls with Enones Catalyzed by a Hydroxyapatite-Bound La Complex

羟基磷灰石结合的 La 络合物催化 1,3-二羰基与烯酮的 Michael 反应

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Tetrahedron Letters 46
影响因子：
0
作者：
Takaya A;Ohba Y;Kurokawa K;Matsuda M.;下村喜充;Yoshimitsu Shimomura;Masato Yasumi;Takashi Hoshino;Tatsuro Fukuhara;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke MORI et al.
通讯作者：
Kohsuke MORI et al.

Design of Hydroxyapatite-Bound Transition Metal Catalysts for Environmentally-Benign Organic Syntheses

用于环境友好型有机合成的羟基磷灰石过渡金属催化剂的设计

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Catalysis Surveys from Asia 8
影响因子：
0
作者：
Takaya A;Ohba Y;Kurokawa K;Matsuda M.;下村喜充;Yoshimitsu Shimomura;Masato Yasumi;Takashi Hoshino;Tatsuro Fukuhara;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke Mori et al.;Takayoshi Hara et al.;Kiyotomi Kaneda et al.
通讯作者：
Kiyotomi Kaneda et al.