夾雑ガス系における一酸化炭素と水素を選択的に活用した炭素-水素結合の官能基化

通过选择性地利用污染物气体系统中的一氧化碳和氢气来官能化碳-氢键

基本信息

  • 批准号:
    18J10453
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2018-04-25 至 2020-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

令和元年度は、含窒素環式化合物の粗水素 (H2/CO/CO2) 雰囲気下における触媒的水素化と、連続的な脱水素化を活用したH2貯蔵・回収手法の開発に取り組んだ。私は前年度までに、粗水素雰囲気下において含窒素環式化合物の水素化を効率良く進行させるホウ素触媒を開発している。さらに、水素化生成物からの触媒的脱水素化反応を連続的に行うことで、粗水素からの水素精製・貯蔵が行えることを実証した。しかし、脱水素化反応終了後にホウ素触媒が完全に消費されるため、水素化・脱水素化サイクルを繰り返し実施することは困難であった。そこで本年度は水素化・脱水素化サイクルの連続的な実施を目標として触媒構造の最適化を行った。ホウ素周辺の立体障害はCOやCO2が共存する粗水素条件下において、H2を選択的に活性化するために既に最適化していたため、ここに変更を加えるのは得策ではないと判断し異なる視点から解決策を模索した。ホウ素から遠いメタ位の置換基の立体障害を大きくすることで、触媒の分解反応 (その原因となるアミン-ホウ素付加体の形成) が抑制されることを期待し、新たなホウ素触媒を開発した。新たに開発したホウ素触媒を用いて連続的な水素化・脱水素化を連続的に行った結果、脱水素化体の収率が27%から57%に向上した。しかし、この場合においてもホウ素触媒は反応終了後に完全に消費されており、水素化・脱水素化サイクルを連続的に行うことは出来なかった。また、私は窒素上にホスフィノイル基を導入したN-ヘテロ環状カルベンとB(C6F5)3のホスフィノイル基を介した錯形成により、N-P結合を軸とするホスフィノイル基の回転が制限されることで軸不斉が誘起されることを見出した。本結果はN-P結合に軸不斉を誘起した初めての例であり、高い学術的意義を有すると考えている。
在2019年,我们致力于在粗氢(H2/CO/CO2)大气和连续脱氢作用下使用含氮循环化合物的催化氢化来开发一种用于H2储存和恢复的方法。到上一年,我已经开发了一种硼催化剂,该硼催化剂有效地进行了在粗氢气大气中添加含氮环状化合物的氢化。此外,已经证明,可以通过从氢化产物中进行连续的催化脱氢反应来进行粗氢的氢纯化和储存。但是,由于在脱氢反应完成后完全消耗了硼催化剂,因此很难反复执行氢化/脱氢周期。因此,今年我们以连续实施氢化和脱氢周期的目的进行了优化的催化剂结构。由于在CO和CO2共存的粗氢条件下,硼龙周围的空间阻滞已被优化,可以选择性地激活H2,因此我们认为在这里进行更改不是一个好主意,并且我们从不同的角度寻求解决方案。我们已经开发了一种新的硼催化剂,希望通过增加远离硼的元位置的定位障碍,催化分解反应(形成胺 - 硼殖的成立)将被抑制。由于使用新开发的硼催化剂的连续氢化和脱氢作用,脱氢产物的产量从27%提高到57%。但是,即使在这种情况下,硼催化剂也完全消耗在反应后,氢化/脱氢周期也无法连续进行。我还发现,通过N型型碳纤维的络合,该碳烯具有引入氮基的磷酸基,而B的磷酸基(C6F5)3(C6F5)3限制了N-P键上磷酸组的旋转,从而导致轴向不对称。该结果是诱导N-P键诱导轴向不对称的第一个例子,我们认为它具有很高的学术意义。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hydrogen Purification Based on Catalytic Hydrogenation/Dehydrogenation of N-Heteroaromatics Mediated by Frustrated Lewis Pairs
基于受阻路易斯对介导的 N-杂芳烃催化加氢/脱氢的氢气纯化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takahiro Asada;Yoichi Hoshimoto;Sensuke Ogoshi
  • 通讯作者:
    Sensuke Ogoshi
Complexation between Al(C6F5)3 and N-Phosphine Oxide-Substituted Imidazolidenes
Al(C6F5)3 与 N-氧化膦取代的咪唑烷之间的络合
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takahiro Asada;Yoichi Hoshimoto;Sensuke Ogoshi
  • 通讯作者:
    Sensuke Ogoshi
Phosphorylation of carbon-oxygene bond mediated by N-phosphine oxide-substituted imidazolylidenes
N-氧化膦取代的亚咪唑基介导的碳-氧键磷酸化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takahiro Asada;Yoichi Hoshimoto;Sensuke Ogoshi
  • 通讯作者:
    Sensuke Ogoshi
高反応性ルイス酸-塩基会合体を触媒とした含窒素環式化合物の水素化/脱水素化を鍵とする粗水素からの水素貯蔵
使用高反应性路易斯酸碱聚集体作为催化剂,通过含氮环状化合物的加氢/脱氢来储存粗氢
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    浅田貴大;星本陽一;生越専介
  • 通讯作者:
    生越専介
Axial Chirality around N-P Bonds Induced by Complexation between E(C6F5)3 (E = B, Al) and an N-Phosphine Oxide-Substituted Imidazolinylidene: A Key Intermediate in the Catalytic Phosphinoylation of CO2
  • DOI:
    10.1021/acs.joc.9b03210
  • 发表时间:
    2020-11-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Asada, Takahiro;Hoshimoto, Yoichi;Ogoshi, Sensuke
  • 通讯作者:
    Ogoshi, Sensuke
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低自由度周期连杆结构变形转变分析及分岔解的推导
  • DOI:
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    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    浅田 貴大;星本 陽一;大橋 理人;生越 専介;浜田一駿,田中展,渋谷陽二
  • 通讯作者:
    浜田一駿,田中展,渋谷陽二
窒素上にホスフィンオキシドを有するN-ヘテロ環状カルベンとCO2 の反応によるカルボン酸-リン酸混合酸無水物の合成
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    浅田 貴大;Hazra Sunit;星本 陽一;大橋 理人;生越 專介
  • 通讯作者:
    生越 專介
窒素上にホスフィンオキシド骨格を有するN-ヘテロサイクリックカルベンの反応性
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    浅田 貴大;星本 陽一;大橋 理人;生越 専介
  • 通讯作者:
    生越 専介

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