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不均一系白金族触媒を用いた高効率的水素－重水素交換反応の開発

使用非均相铂族催化剂开发高效氢-氘交换反应

基本信息

批准号：
09J10923
负责人：
藤原佑太
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Gifu Pharmaceutical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J10923/
关键词：
重水素標識化合物 H-D交換反応 C-H活性化不均一系触媒 Rh C Ru 位置選択的 α位

项目摘要

当研究室では常圧の水素ガスで置換した封管中、Rh/C触媒存在下アルカンをD_2O中で加熱攪拌するのみで、アルカンの全C-HをC-Dに変換することに成功している。本年度はRh/C-H_2-D_2Oを組み合わせたアルカン重水素化の反応効率向上、反応メカニズムの解明、基質適用範囲拡大を目的として検討した。1)固体アルカンの場合、基質の溶解性改善を目的としたシクロヘキサンの添加により重水素化率が向上した。Pd/Cを触媒とした固体アルカンの重水素化反応でもシクロヘキサンを添加すると重水素化率が向上し、直鎖アルカンではRh/Cに匹敵する効率で重水素を導入することができた。Pd/CはRh/Cと比較して格段に安価であるため、重水素化コストの削減が期待できる。2)D_2OとH_2間でのH_2-D_2交換反応により生ずるD_2ガスが、アルカンの重水素化反応における重水素源であることを明らかとした。当研究室ではRh/CがH_2-D_2O間のH_2-D_2交換を効率よく触媒することを明らかとしている。本重水素化反応ではRh/Cの高いH_2-D_2交換活性が影響しており、D_2ガスの生成が鍵段階であると考えている。3)脂肪族ケトンを重水素化したところ、重水素化とともにカルボニル基の還元が併発した。この知見から、脂肪族ケトンの効率的還元法を開発すべく検討したところ、Pt/Cを触媒としてシクロヘキサン中攪拌することで常温、常圧条件下、多様な脂肪族ケトンの還元が効率よく進行し、短時間で対応する第2級アルコールを得ることができた。脂肪族ケトンをアルコールに還元するには100℃以上の加熱条件下、10気圧以上の加圧を要する。本反応は常温、常圧で進行するため従来法と比較した場合格段に穏和であり、脂肪族第2級アルコールの効率的合成法として期待される。

When the water element in the laboratory is replaced by the water element under normal pressure, the mixture is heated and stirred in the presence of Rh/C catalyst, and the whole C-H and C-D conversion of the mixture is successful. This year, the Rh/C-H_2-D_2O system was developed to improve the reaction efficiency, improve the reaction efficiency and improve the substrate application. 1)In the case of solid state, the solubility of the matrix is improved. Pd/C catalyst is a solid state catalyst for heavy water purification. The catalyst is added to the catalyst. The catalyst is directly linked to Rh/C catalyst. Pd/C Rh/C comparison is expected. 2) H_2-D_2 exchange reaction between D_2O and H_2 is produced by D_2-D_2 exchange reaction. When the Rh/C/H_2-D_2 exchange rate is reduced, the catalyst is removed. This paper discusses the influence of Rh/C and H_2-D_2 exchange activity on the bond stage of D_2 formation. 3)Aliphatic group is heavy water element change, heavy water element change and change. The reduction rate of aliphatic compounds is investigated by means of Pt/C catalyst under normal temperature and pressure conditions. The reduction rate of aliphatic compounds is investigated by means of the second stage catalyst under short time. The aliphatic hydrocarbon can be recovered under heating conditions above 100℃ and pressure above 10 ℃. This paper presents a new method for synthesis of aliphatic compounds at room temperature and normal pressure.