高い格子酸素活性化能を示す新規Ce系複合酸化物の合成と機能開拓

具有高晶格氧活化能力的新型Ce基复合氧化物的合成和功能开发

基本信息

批准号：
20J22190
负责人：
池本悟
金额：
$ 1.79万
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：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Cr-Rh-Ce複合酸化物が持つRhナノクラスターに対し、金属への強い配位能を有するN-ヘテロサイクリックカルベン (NHC) 配位子の配位を行うことで、Rhナノクラスターの反応場を制御し、新たな触媒機能の創出を狙った。本年度は、昨年度までに明らかにしたC-C結合形成反応への触媒活性能と触媒活性発現機構を論文として発表したとともに、本反応系に最適なNHC配位子の構造と基質適用性に関する知見を得た。NHC配位子 (1,3-dicyclohexylimidazol-2-ylidene: ICy) に加え、新たに4個のNHC配位子 (1,3-dimethylimidazol-2-ylidene: IMe, 1,3-di-tert-butylimidazol-2-ylidene: ItBu, 1,3-dibenzylimidazol-2-ylidene: IBn, 1,3-dimesitylimidazole-2-ylidene: IMes) をRhナノクラスターを表面に形成したCr-Rh-Ce複合酸化物に修飾し、NHC修飾Cr-Rh-Ce複合酸化物触媒を調製した。これらの触媒を用い、シクロヘキセノンとフェニルボロン酸による1,4-アリール付加反応を検討したところ、ICy>IMe>IBn>ItBu>IMesの順で触媒活性が高いことがわかった。Rh K端EXAFS、FT-IR、N 1s XPSにより、どのNHCもカルベンとしてRhナノクラスターに配位していることが示唆され、中でもICyが配位NHC量が最も多く、これが触媒活性の序列に影響していることが示唆された。また、他の不飽和ケトンおよびアリールボロン酸を用いた基質適応性を検討したところ、非環状の不飽和ケトンや、電子求引性・供与性置換基を有する4-置換アリールボロン酸を用いた場合においても触媒活性を発現することが分かった。

通过协调CR-RH-CE复合氧化物的RH纳米簇与具有强大协调能力的N型型碳烯（NHC）配体，控制了RH纳米簇的反应场，目的是创建一种新的催化功能。今年，我们发表了有关C-C键形成反应的催化活性和催化活性表达机制的论文，这些反应已显示为去年，并且还获得了有关该反应系统最佳的NHC配体的结构和底物适用性的知识。除了NHC配体（1,3-二甲苯甲酰咪唑-2-甲基-2-甲基：冰冷），四个新的NHC配体（1,3-二甲基咪唑-2-甲基-2-甲基：IME：IME，1,3- ditertert-ditertert-butylymidazol-2-二甲基二氮二氮二氮：Itbu，1,3-Dibenzylimimimilidazylimidazylid-2--ibnimimid-2---y-2--2--2----y-2----2---酯-2---酯酯酶-2---酯氧化氢酶将1,3次苯丙二唑-2-甲基：IMES）修改为CR-RH-CE复合氧化物，其表面上形成的RH纳米簇制备了NHC修饰的CR-RH-RH-CE复合氧化物催化剂。使用这些催化剂，我们研究了环己酮和苯基硼酸之间的1,4-芳基添加反应，发现催化活性在冰冷> IME> IBN> ITBU> IMES的顺序上很高。 RH K末端EXAFS，FT-IR和N 1S XPS表明所有NHC作为碳烯与RH纳米簇配位，其中ICY的配位NHC量最高，这表明这会影响催化活性的顺序。此外，当研究了使用其他不饱和酮和芳基硼酸适应底物适应时，发现使用具有电子效力和捐赠取代基的无偶然的非饱和酮或4-取代的芳基硼酸时，还会表达催化活性。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

1,4-Arylation Reaction Activity Enhanced by Organic Ligand Modification on Cr and Rh-incorporated Ceria Catalysts

通过有机配体修饰 Cr 和 Rh 掺入的二氧化铈催化剂增强 1,4-芳基化反应活性

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Ikemoto;S. Muratsugu;M. Tada
通讯作者：
M. Tada

Reversible Low-temperature Redox Activity and NO Reduction Performances of Cr and Rh-incorporated Ceria Catalysts

Cr 和 Rh 掺入二氧化铈催化剂的可逆低温氧化还原活性和 NO 还原性能

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Satoru Ikemoto;Satoshi Muratsugu;Hirosuke Matsui;Takanori Koitaya;Ayako Hashimoto and Mizuki Tada
通讯作者：
Ayako Hashimoto and Mizuki Tada

1,4-Arylation Reaction Activity Emerged by Decoration of N-Heterocyclic Carbene Ligands on Cr and Rh-incorporated Ceria Catalysts

N-杂环卡宾配体在 Cr 和 Rh 掺入的二氧化铈催化剂上修饰产生的 1,4-芳基化反应活性