自然共生型物質変換プロセスの構築を目指した新規不均一系触媒の開発

开发新型多相催化剂，旨在建立自然共生材料转化过程

• 批准号: 04J08143
• 负责人: 原 孝佳
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J08143/
• 关键词: 高機能性固体触媒; ハイドロキシアパタイト; 無機結晶性化合物; 自然共生型物質変換プロセス; バナジン酸アパタイト; 炭酸ガス固定化反応; 炭素-炭素結合形成反応; 不斉合成反応; 脱ハロゲン反応; 炭素炭素結合形成反応

本申請研究では、種々の物理化学的性質を自在に制御できる魅力的な無機結晶性材料であるハイドロキシアパタイト(HAP)の諸特性に基づき、新規な高機能不均一系触媒を創製し、自然共生型物質変換プロセスを開発することを目的とした。具体的には、HAPの特性であるカチオン交換能を利用し、固体表面を配位子とするZnやRuなどの遷移金属およびLaやYbなどの希土類金属リン酸錯体触媒の創成、また、吸着能を利用した金属ナノクラスター触媒の開発を行った。また、HAPのアニオン部位であるリン酸をバナジン酸へと全置換したカルシウムバナジン酸アパタイト(VAp)触媒の合成も行った。これら合成した不均一系触媒を用い、水溶媒中での効率的炭素-炭素結合形成反応(Michael反応やAldol反応)、炭酸ガスの化学的固定化反応などの自然共生型物質変換反応にてその性能を評価した。またファインケミカルズ合成に必要不可欠な不斉炭素-炭素結合形成反応による高付加価値化合物の合成プロセスを構築した。さらに種々の分光学的手法(UV-vis,FT-IR,XRD,XPS,NMR,ESR,XAFS,SEM,TEM)を用いて詳細に活性点近傍の微細構造を決定することにより、その優れた触媒機能と分子構造の関係を明らかにした。本申請研究を通した新規固体触媒の創製は、触媒設計分野のみならず、高機能性材料の創製を目指すナノテクノロジーの幅広い分野においても重要な知見を与えたと考える。本申請研究の成果は学術雑誌へ既に投稿済みであり、またワシントン(アメリカ合衆国)で開催された国際学会をはじめ、国内における学会においても発表を行った。

This application study で は, kind of 々 の physical and chemical properties of を comfortable に suppression で き る charm な inorganic crystalline materials で あ る ハ イ ド ロ キ シ ア パ タ イ ト (HAP) の various characteristics に づ き, new rules な high function inequality a series catalyst を created し and natural symbiotic type material - in プ ロ セ ス を open 発 す る こ と を purpose と し た. Specific に は, HAP の features で あ る カ チ オ ン exchange to be able to use a し を, solid surface を ligand と す る zinc や Ru な ど の migration metal お よ び La や Yb な ど の greek-turkish metals リ misprinted ン acid catalyst の chuang cheng, ま た, sorption を using し た metal ナ ノ ク ラ ス タ ー catalyst の open 発 を line っ た. ま た, HAP の ア ニ オ ン parts で あ る リ ン acid を バ ナ ジ ン acid へ と full replacement し た カ ル シ ウ ム バ ナ ジ ン acid ア パ タ イ ト line (VAp) catalyst の synthetic も っ た. こ れ ら synthetic し た heterogeneity is catalytic を い, water solvent で の working rate of carbon - carbon combine to form the 応 (Michael anti 応 や Aldol anti 応), carbon acid ガ ス の chemical immobilization of anti 応 な ど の natural symbiotic type material - in the 応 に て そ の を performance evaluation 価 し た. ま た フ ァ イ ン ケ ミ カ ル ズ synthetic に necessary are not owe な 斉 carbon - carbon combine to form the 応 に よ る higher pay and の 価 numerical compounds synthesized プ ロ セ ス を build し た. さ ら に kind 々 の spectroscopy technique (UV - vis, FT - IR, XRD, XPS, NMR, ESR, XAFS, SEM, TEM) を with い て detailed に active point nearly alongside の fine-structure を decided す る こ と に よ り, そ の optimal れ た catalytic function と molecular structure の masato を and Ming ら か に し た. This application study を tong し た new rules of solid catalyst の created は, catalyst design eset の み な ら ず, high functional material の created を refers す ナ ノ テ ク ノ ロ ジ ー の picture hiroo い eset に お い て も important な knowledge を and え た と exam え る. This application research achievements of の は academic 雑 tzu へ contribute both に 済 み で あ り, ま た ワ シ ン ト ン (ア メ リ カ) of the United States で open rush さ れ た international society を は じ め, domestic に お け る learn に お い て も 発 table line を っ た.

项目成果

A single-site hydroxyapatite-bound zinc catalyst for highly efficient chemical fixation of carbon dioxide with epoxides.

• DOI: 10.1039/b502636a
• 发表时间: 2005-06
• 期刊: Chemical communications
• 影响因子: 4.9
• 作者: K. Mori;Y. Mitani;Takayoshi Hara;T. Mizugaki;K. Ebitani;K. Kaneda

Catalytic investigations of carbon-carbon bond-forming reactions by a hydroxyapatite-bound palladium complex

• DOI: 10.1039/b506129f
• 发表时间: 2005-01-01
• 期刊: NEW JOURNAL OF CHEMISTRY
• 影响因子: 3.3
• 作者: Mori, K;Hara, T;Kaneda, K
• 通讯作者: Kaneda, K

Michael Reaction of 1,3-Dicarbonyls with Enones Catalyzed by a Hydroxyapatite-Bound La Complex

羟基磷灰石结合的 La 络合物催化 1,3-二羰基与烯酮的 Michael 反应

• 发表时间: 2005
• 期刊: Tetrahedron Letters 46
• 作者: Takaya A;Ohba Y;Kurokawa K;Matsuda M.;下村 喜充;Yoshimitsu Shimomura;Masato Yasumi;Takashi Hoshino;Tatsuro Fukuhara;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke MORI et al.
• 通讯作者: Kohsuke MORI et al.

Design of Hydroxyapatite-Bound Transition Metal Catalysts for Environmentally-Benign Organic Syntheses

用于环境友好型有机合成的羟基磷灰石过渡金属催化剂的设计

• 发表时间: 2004
• 期刊: Catalysis Surveys from Asia 8
• 作者: Takaya A;Ohba Y;Kurokawa K;Matsuda M.;下村 喜充;Yoshimitsu Shimomura;Masato Yasumi;Takashi Hoshino;Tatsuro Fukuhara;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke MORI et al.;Kohsuke Mori et al.;Takayoshi Hara et al.;Kiyotomi Kaneda et al.
• 通讯作者: Kiyotomi Kaneda et al.

Creation of monomeric La complexes on apatite surfaces and their application as heterogeneous catalysts for Michael reactions

• DOI: 10.1039/b512030f
• 发表时间: 2006-01
• 期刊: New Journal of Chemistry
• 影响因子: 3.3
• 作者: K. Mori;M. Oshiba;Takayoshi Hara;T. Mizugaki;K. Ebitani;K. Kaneda