太陽光をエネルギー源とする水素社会を指向した革新的多機能性ナノ触媒の開発

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近年，水素を有機ハイドライドという形で貯蔵・輸送しする新たな手法が注目されているが，水素化反応には厳しい反応条件を要する．本研究では，太陽光を利用した効率的な水素の製造・貯蔵の連続反応を可能とする，光水分解および芳香族化合物の水素化反応の両方に有効な二機能性触媒の開発を目指すこととした．それに先立ち，トルエンの水素化に有効な固定化触媒の開発を行った．当研究室で開発した手法を用いて開発したポリシラン－アルミナ固定化金属ナノ粒子触媒は，常温常圧という穏和な条件下にてバッチ反応と連続フロー反応の両方で高活性および高い耐久性を示した．さらに本触媒は，種々の官能基を有する幅広い芳香族化合物およびヘテロ芳香族化合物の水素化において高収率をもって目的物を与え，本反応を用いた医薬品前駆体の合成も達成された．一方，アニリンを用いて本水素化反応を行った際の副生成物から着想を得，本触媒を用いた第一級アミンとアニリンとの還元的交差アミノ化を達成した．本反応ではアニリンが水素化される際の中間体であるイミンに対し第一級アミンが求核付加を行うことで目的物が得られると考えられ，古典的なハロゲン化アルキルを用いる方法では選択的な合成が難しい種々の第二級アミンを高収率で得ることに成功した．本研究は，エネルギー貯蔵のみならず有機合成の観点からも非常に重要な反応である芳香族化合物の水素化反応を，穏和な条件下，環境調和型の不均一系触媒を用いて高効率で達成したという点で大変意義深いものである．また収率，選択性，環境調和性等様々な観点を満足する方法が確立されていない中で，効率的な還元的交差アミノ化による第二級アミンの合成を可能にした本反応は，特筆すべきものである．