Development of carbon-carbon bond formation between organic compounds and CO2 using semiconductor photocatalysis

利用半导体光催化开发有机化合物和二氧化碳之间的碳-碳键形成

• 批准号: 16F16040
• 负责人: 斎藤 進
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-10-07 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16040/
• 关键词: CO2; アミノカルボニル化; アルコキシカルボニル化; アリール化; 可視光; 半導体光触媒; 分子触媒; CO; アミド; エステル; ハロゲン化芳香族; 二酸化炭素; 炭素ー炭素結合形成反応; CO2; アミノカルボニル化; アルコキシカルボニル化; アリール化; 可視光; 半導体光触媒; 分子触媒; CO; アミド; エステル; ハロゲン化芳香族; 二酸化炭素; 炭素ー炭素結合形成反応

光エネルギーによって活性化された固体触媒の有機合成におけるポテンシャルは未知数であり、CO2と有機化合物との炭素-炭素結合形成反応における基盤的な触媒的方法論はほぼ皆無に等しい。半導体光触媒の触媒表面において有機化合物がどのような反応性を示すかの系統的な研究を行い、これらの点を明らかにすることを目的に研究を行った。実際には可視光によって活性化されるRe錯体触媒と犠牲アミン反応財および、Pd/TiO2-In2O3やその他の半導体と２級アミンやフェノール、ハロゲン化芳香族化合物をCO2と共存させることで可視光照射下、三成分連結反応が起こり、芳香族アミド、芳香族エステル、および芳香族ジケトンがわずかな反応条件の違いによってが得られることを見出した。この反応は１室１反応容器で最初に見出されたが、即座に２室１反応容器に変えて反応を行った。２室のうち、１室にはRe錯体触媒と犠牲反応剤を混入させCO源とした。もう１室はPd/TiO2-In2O3と２級アミンやフェノール誘導体、およびハロゲン化芳香族で満たした。２級アミンは反応基質としても犠牲反応剤としても機能する可能性がある。まずは第１室でCO2 からCOへの変換を行い、その結果生じる低濃度のCOが同一反応容器の中で、第２室へと気体として拡散移動する。この第２室でハロゲン化芳香族と各種成分が室温で反応し芳香環のアミノカルボニル化、アルコシキシカルボニル化、およびアリール化が起こった。13CO2を用いる反応によって、COが実際の反応基質であることが明らかとなった。また、第２室のより高原子価のPd種はCO自体が還元剤として働きPd(0)種を誘導したことが示唆された。２室１反応容器の条件を１室１反応容器へと最後にフィードバックさせ、同様な反応が進行することも見出した。今後はH2OとCO2からCOを発生冴える方法へと展開する。

光能激活的固体催化剂的有机合成潜力尚不清楚，二氧化碳和有机化合物之间的碳碳键形成反应的基本催化方法几乎不平等。我们对半导体光催化剂催化剂表面上有机化合物的反应性进行了系统的研究，并进行了研究，目的是阐明这些点。 In practice, when secondary amines, phenols and halogenated aromatic compounds are coexisted with CO2 with Re complex catalysts that are activated by visible light, and sacrificial amine reactants, Pd/TiO2-In2O3 and other semiconductors, secondary amines, phenols, and halogenated aromatic compounds are coexisted with CO2, a three-component linkage reaction occurs under visible light irradiation, and芳族酰胺，芳香酯和芳族二酮可以通过反应条件上的轻微差异来获得。该反应首先是在一个反应​​容器中的一个腔室中发现的，但立即被转化为一个反应容器中的一个两个腔室。在两个腔室中，将一个腔室与Re复杂的催化剂和牺牲反应物混合在一起，形成CO源。另一个腔室中充满了PD/TiO2-In2O3，次级胺，苯酚衍生物和卤代芳香剂。次级胺可以充当反应性底物和牺牲反应物。首先，将二氧化碳转换为第一个腔室中的CO，并且在同一反应容器中，导致的CO扩散和移动为第二个腔室。在第二个腔室中，在室温下与各种成分反应的卤代芳香剂，导致氨基偶联化，烷氧基碳苯二酚和芳香环的芳基化。使用13CO2的反应表明，CO是实际的反应性底物。还建议第二腔PD物种的较高价是CO本身充当还原剂并诱导PD（0）物种。还发现，两腔的一个反应容器的条件最终被送回一个反应容器，并进行了类似的反应。将来，我们将开发一种方法来增强H2O和CO2的CO生成。