ナノサイズ分子触媒の開発

纳米分子催化剂的开发

基本信息

批准号：
08F08358
负责人：
辻康之
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

銅触媒の配位子として,触媒中心に強く配位することが知られているN複素環カルベンを用いた。昨年度の研究により,アルキン類の触媒中心に対する配位力を強めることが触媒反応の成否に強く関係することが明らかになってきたので,本年度においてはN複素環カルベン配位子に塩素,フッ素およびトリフルオロメチル基などの電子吸引基を導入した新規配位子の合成を行った。その電子吸引基の導入位置も触媒反応性に大きな影響を与えると考えられたので,N複素環上や窒素上の置換基上などに導入した配位子を種々合成し,二酸化炭素固定化反応を試みた。反応においては配位子のナノサイズ環境も極めて大きな影響を与えたが,基質であるアセチレン炭素に直接芳香環が結合することが重要であった。これは,芳香環の導入により,銅触媒中に対する強い配位力が発現するためと考えられる。また,プロパルギル位に銅中心に配位することが可能である酸素原子を導入することも有効であることを見出した。これらの発見により,常圧の二酸化炭素雰囲気のもと,広い範囲のアルキンのヒドロカルボキシル化反応を達成することに成功した。また,配位子として半球型ホスフィンを用いる検討も行ったが,あまり効果的ではないことが明らかになった。本研究により二酸化炭素を極めて効果的に固定化反応できることが明らかになった。本研究は学会および論文発表後,大変大きな反響があり,本研究の成果は,今後の炭素社会実現のための有効な方策として極めて重要なものとなるであろう

作为铜催化剂的配体，使用了已知与催化剂中心强烈协调的N-杂环碳纤维。去年的研究表明，增加炔烃与催化剂中心的协调能力与催化反应的成功或失败有着牢固的关系，因此，在今年，我们合成了新的配体，在该配体中，将电子撤回氯，氟和三氟甲基等电子撤回基团被引入N构型碳纤维载体。由于还认为电子撤回组的引入位置对催化反应有重大影响，因此合成了N杂环上引入的各种配体以及对氮的取代基的构成，并尝试了二氧化碳固定反应。在反应中，配体的纳米化环境也具有很大的作用，但是重要的是将芳族环直接连接到底物乙炔碳。这被认为是因为芳香环的引入在铜催化剂中产生强大的协调力。还发现引入氧原子是有效的，可以在铜中心的propargyl位置进行协调。这些发现成功地在大气压二氧化碳大气中实现了广泛的炔烃羧化反应。此外，尽管将半球膦用作配体，但发现它们不是很有效。这项研究表明，二氧化碳可以非常有效地固定。这项研究在学术会议和论文发表之后得到了巨大的回应，这项研究的结果将变得极为重要，作为对碳社会未来实现的有效衡量。