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有機合成用卑金属ナノ粒子触媒の創製と不活性結合活性化及び創薬研究への展開

用于有机合成的贱金属纳米粒子催化剂的创建、惰性键的活化以及在药物发现研究中的应用

基本信息

批准号：
19J12597
负责人：
秋山敏毅
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

筆者の所属する研究室では、新しい触媒の開発研究を行っており、硫酸修飾した金メッシュ(担持固体)とPd(OAc)2をキシレン中で加熱すると、自己組織的多層状にPdナノ粒子が担持した触媒SAPd (Sulfur-modified Au-supported Pd)が得られることを見出している。そこで、金属の酸化還元電位に基づいて適切な還元剤を加えれば調製困難なFeなどの卑金属ナノ粒子触媒の調製も可能になると考えた。当研究室独自のナノ粒子触媒製造法に含ケイ素ピラジン誘導体を還元剤として用いることでFe(0)ナノ粒子触媒SAFe(0)を製造することに成功した。まず、X線吸収微細構造(XAFS)解析実験によってSAFe(0)上のFeの酸化状態を調べたところ、Fe(0)であることが明らかとなった。続いて、走査型電子顕微鏡(SEM)と透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてSAFe(0)の立体構造を解析した。SEMでSAFe(0)表面を観察すると、均一に堆積物が存在していた。TEMでこの堆積物の断面を解析した結果、金メッシュ表面には6-10 nmのFe(0)ナノ粒子が多層状に堆積していることがわかった。SAFe(0)は、従来のFe(0)ナノ粒子触媒では困難であった炭素-炭素結合を形成する鈴木-宮浦カップリングや炭素-窒素結合を形成する炭素-水素結合活性型アミノ化の高活性な触媒であることを明らかにした。SAFe(0)は10回以上再利用が可能である上に、これらの反応はいずれもリガンドフリーで進行し、反応液中のFe漏洩量をppmレベルまで減らすことも可能であった。本反応は単純なビアリール化合物の合成に限らず、多官能基を有する生物活性化合物の合成にも利用可能であることを示した。また、SAFe(0)を用いた2反応がリガンドフリーで進行することを活かし、2反応をワンポットで達成することにも成功した。

The author's laboratory has conducted research on the development of new catalysts, such as sulfuric acid modification of gold (supported solid) and Pd (OAc) 2 in the process of heating, self-organized multi-layered Pd particles supported by SAPd (Sulfur-modified Au-supported Pd). For example, metal acidification and reduction potential may be adjusted by adding appropriate reduction agents to the catalyst particles. When the laboratory independently developed the particle catalyst production method, it was successful in producing the particle catalyst SAFe (0) by using the catalyst as an inducer. X-ray absorption microstructure (XAFS) analysis of Fe on SAFe (0) is carried out by adjusting the acidity of Fe on SAFe (0). The three-dimensional structure of SAFe (0) was analyzed by electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). SEM observation of SAFe (0) surface shows that homogeneous deposits exist. TEM analysis of the deposit cross-section shows that Fe (0) particles with a thickness of 6 - 10 nm are deposited on the surface of the metal layer. SAFe (0) and Fe (0) from the particle catalyst are difficult to form carbon-carbon bonds. Suzuki-Miyura catalyst is difficult to form carbon-carbon bonds. Carbon-water bonds are active. Highly active catalysts are active. SAFe (0) is recycled more than 10 times. It is possible to reduce the Fe leakage in the reaction solution. The present invention provides a method for the synthesis of pure compounds and the possible utilization of multifunctional groups in the synthesis of bioactive compounds. SAFe (0) is used to create a file that can be used to create a file.

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Iron(0) Nanoparticle-catalyzed Ligand-free C-C/C-N Bond Forming Tandem Reaction

铁(0)纳米颗粒催化无配体C-C/C-N成键串联反应

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akiyama;T.; Honma;T.; Murai;K.; Tsurugi;H.; Mashima;K.; Sato;Y.; Arisawa;M.
通讯作者：
M.

0価鉄ナノ粒子触媒の創製とリガンドフリーワンポット炭素－炭素/炭素－窒素結合形成反応の開発

零价铁纳米颗粒催化剂的制备及无配体一锅碳-碳/碳-氮键形成反应的发展

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
森田健太;村井健一;有澤光弘;藤岡弘道;平林怜，井康弘，吉岡祥平，青山浩，村井健一，藤岡弘道，有澤光弘;秋山敏毅，本間徹生，村井健一，劒隼人，真島和志，佐藤美洋，有澤光弘
通讯作者：
秋山敏毅，本間徹生，村井健一，劒隼人，真島和志，佐藤美洋，有澤光弘

Self-Assembled Multilayer Iron(0) Nanoparticle Catalyst for Ligand-Free Carbon-Carbon/Carbon-Nitrogen Bond-Forming Reactions