金属水酸化物を基盤とした高機能固体触媒開発および新反応開拓

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本研究では、金属の溶存種制御、制御された溶存金属種からの固定化あるいは沈殿法などのバルクの構造制御、により構造の制御された金属水酸化物や金属酸化物触媒を創出し、それらを用いたグリーン有機合成反応系の開発および新反応開発を行うことを目的として研究を行ってきた。本年度は、上記のように調製して、高表面積あるいは特殊なトンネル構造をもつマンガン酸化物を触媒とするこれまでにない新しい触媒反応の開発に成功した。具体的には、2×2ホランダイト型マンガン酸化物(OMS-2)を触媒担体とした担持金触媒を調製した。金の粒子径は約4nmであり、均一なナノ粒子としてOMS-2上に担持する方法を開発した。このようにして調製した担持金触媒(Au/OMS-2)を用いると、これまでに実現できていなかった、酸素を酸化剤としたアルキンとシランの酸化クロスカップリング反応が効率よく進行することを見出した。様々なアルキンおよびシランに適用可能であり、対応するアルキニルシランが高収率で得られた。アセチレンさえも基質として用いることができるのは本系の特筆すべき点である。触媒の分離回収も容易であり、反応終了後回収したAu/OMS-2触媒は活性選択性を低下させることなく再使用が可能であった。また、本触媒を用いると、他の様々な酸化クロスカップリングが効率よく進行することも見出している。