Rapid carbon-heteroatom bond formation based on elucidation of the principle of gold nanoparticle-acid-base cooperation

基于金纳米粒子-酸碱合作原理的快速碳-杂原子键形成

• 批准号: 21H01719
• 负责人: 三浦 大樹
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01719/
• 关键词: 担持金触媒; 有機合成; 触媒設計; 協働機能触媒; 協働触媒作用; 炭素-ヘテロ元素結合形成; 担持Au触媒; 固体酸塩基; 協働触媒機能

両性酸化物であるZrO2にAuナノ粒子を担持した触媒（Au/ZrO2）とSi-Si結合を有するジシランを用いることで、バイオマスなどから容易に誘導されるエステルやエーテルに含まれるC(sp3)-O結合のシリル化が効率的に進行することを見出した。本触媒系はエステルやエーテル中の様々なC-Oを変換可能であり、これにより従来合成が困難とされてきた有機ケイ素化合物を様々合成できることが分かった。本触媒反応の詳細な機構解析を行ったところ、担体表面の酸点がエステルを、塩基点がジシランをそれぞれ活性化することで反応が良好に進行するAuナノ粒子-酸-塩基協働触媒系であることがわかった。この担持Au触媒によるC(sp3)-O結合のシリル化を高分子中のC(sp3)-O結合の解重合的シリル化に展開した。ポリエステルの一種であるポリブチレンサクシネート（PBS）とジシランの反応を担持Au触媒中で検討したところ、高分子中のC(sp3)-O結合がほぼ100％開裂するとともにC-Si結合へと変換され、対応するアルキルシランが合成できることが確認された。一方で、ジシランは高価であるため、安価でSi-H結合を有するヒドロシランへとケイ素源を転換することは意義深い。Auナノ粒子を酸性酸化物であるTiO2に担持した触媒を用いることで、ヒドロシランをケイ素源とするC(sp3)-O結合のシリル化が進行することを見出した。ヒドロシラン中のH（ヒドリド）種は求核性が高いためこれまでヒドロシランは還元剤としての利用が多く、クロスカップリングにおけるケイ素源としての利用は困難とされてきたが、金ナノ粒子と酸性酸化物の協働を用いることで従来とは逆の選択性を示すという興味深い結果が得られた。

Struck sex acidification content で あ る ZrO2 に Au ナ ノ particle を bear hold し た catalyst (Au/ZrO2) と Si - Si combining を す る ジ シ ラ ン を with い る こ と で, バ イ オ マ ス な ど か ら に easily induced さ れ る エ ス テ ル や エ ー テ ル に containing ま れ る C (sp3) - O combination の シ リ ル change が に sharper rates for す る こ と を see し Youdaoplaceholder0. This catalyst is は エ ス テ ル や エ ー テ ル の in others 々 な C - O を variations in May で あ り, こ れ に よ り 従 difficult to synthesis が と さ れ て き た organic ケ イ element compounds を others 々 synthetic で き る こ と が points か っ た. The catalyst against 応 の detailed analytical line を っ な institutions た と こ ろ, bear the body surface の acid point が エ ス テ ル を, salt base が ジ シ ラ ン を そ れ ぞ れ activeness す る こ と で anti 応 が に for good す る Au ナ ノ particles - acid - salt base association 働 catalyst system で あ る こ と が わ か っ た. こ の bear the Au catalyst に よ る C (sp3) - O combination の シ リ ル の C (sp3) - in the を polymer O combining の solution superposition シ リ ル change に expand し た. ポ リ エ ス テ ル の a で あ る ポ リ ブ チ レ ン サ ク シ ネ ー ト (PBS) と ジ シ ラ ン の anti 応 を take hold in the Au catalyst で beg し 検 た と こ ろ, polymer の C (sp3) - O combination が ほ ぼ 100% cracking す る と と も に C - Si combining へ と variations in さ れ, 応 seaborne す る ア ル キ ル シ ラ ン が synthetic で き る こ と が confirm さ Youdaoplaceholder0. High side で, ジ シ ラ ン は 価 で あ る た め, Ann 価 で Si - H combining を す る ヒ ド ロ シ ラ ン へ と ケ イ element source を planning in す る こ と は い deep meaning. Au ナ を acid acidification ノ particles content で あ る TiO2 に bear hold し た catalyst を with い る こ と で, ヒ ド ロ シ ラ ン を ケ イ element source と す る C (sp3) - O combination の シ リ ル is changed to す が る こ と を see out し た. ヒ ド ロ シ ラ ン の H (ヒ ド リ ド) kind of nuclear は o が high い た め こ れ ま で ヒ ド ロ シ ラ ン は yuan also tonic と し て の using が く, ク ロ ス カ ッ プ リ ン グ に お け る ケ イ element source と し て の difficulty using は と さ れ て き た が, gold ナ と acid acidification ノ particles content の association 働 を with い る こ と で 従 to と は inverse の sentaku sex を shown す と い う xing The result of the deep taste is が to られた.

项目成果

Deoxygenative Silylation of C(sp³)?O Bonds with Hydrosilane by Cooperative Catalysis of Gold Nanoparticles and Solid Acids

金纳米粒子与固体酸协同催化C(sp³)?O键与氢硅烷的脱氧硅烷化反应

• DOI: 10.1021/acscatal.3c00973
• 发表时间: 2023
• 期刊: ACS Catalysis
• 影响因子: 12.9
• 作者: Miura Hiroki;Yasui Yuki;Masaki Yosuke;Doi Masafumi;Shishido Tetsuya
• 通讯作者: Shishido Tetsuya

担持金触媒を用いるアルキルエステルとヒドロシランのシリルクロスカップリング

使用负载金催化剂进行烷基酯和氢硅烷的甲硅烷基交叉偶联

• 发表时间: 2022
• 作者: Yosuke Kageshima;Hiromasa Wada; Katsuya Teshima;Hiromasa Nishikiori;鎌田慶吾;安井祐希・土井雅文・三浦大樹・宍戸哲也
• 通讯作者: 安井祐希・土井雅文・三浦大樹・宍戸哲也

高速C-B結合形成を実現するAuナノ粒子―固体酸協働触媒作用

Au纳米颗粒-固体酸协同催化实现高速C-B键形成

• 发表时间: 2022
• 作者: 山添誠司;松山知樹;井元郁・三浦大樹・Anchalee Junkaew・江原正博・宍戸哲也
• 通讯作者: 井元郁・三浦大樹・Anchalee Junkaew・江原正博・宍戸哲也

Gold-catalyzed thioetherification of allyl, benzyl, and propargyl phosphates

金催化磷酸烯丙酯、磷酸苄酯和磷酸丙酯的硫醚化反应

• DOI: 10.1039/d1cy02085d
• 发表时间: 2022
• 期刊: Catalysis Science & Technology
• 影响因子: 5
• 作者: Miura Hiroki;Toyomasu Tomoya;Nishio Hidenori;Shishido Tetsuya
• 通讯作者: Shishido Tetsuya

化合物及びその製造方法

化合物及其制造方法

• 发表时间: 2022