高機能多元金属ナノ粒子触媒および高効率酸化反応系の開発

本研究では、「高機能多元金属ナノ粒子および高効率酸化反応系の開発」を目標と定め、(i) 触媒調製、(ii) 触媒のキャラクタリゼーション、(iii) 触媒反応 (酸化反応系の開発) を3本の基軸として、高機能多元金属ナノ粒子およびそれらを用いた高効率酸化反応系の開発を行った。初年度においては、AuおよびPdの水酸化物前駆体をAl2O3上に担持した後にH2還元処理を施すことで、平均粒径2-3nm程度の担持Au-Pd合金ナノ粒子触媒 (Au-Pd/Al2O3) が得られ、このAu-Pd/Al2O3触媒がシクロヘキシルアミンを原料にN-シクロヘキシルアニリンやジアリールアミンを与えるタンデム型脱水素芳香環形成反応、ならびにスチレンを水素アクセプターとしてシクロヘキサノンとアミンを原料にN-置換アニリンを与える脱水素芳香環形成反応に対して高い活性を示すことを見出した。2年度においては、Au-Pd/TiO2触媒が、シクロヘキシルアミンを原料に、酸化剤を一切用いることなくジアリールアミンを与える、単純脱水素型芳香環形成反応に高い活性を示すことを見出した。この反応では、(i)アニリンとシクロヘキサノン、(ii)シクロヘキシルアミンとシクロヘキサノン、(iii)ニトロベンゼンとシクロヘキサノールといった種々の組み合わせの基質を用いることもでき、非常に幅広いジアリールアミン合成が可能である。3年度においては、Au-Pd/TiO2触媒による単純脱水素型芳香環形成反応のさらなる展開として、シクロヘキサノンとジアリールアミンからのトリアリールアミン合成反応を検討したところ、酸触媒の添加によってトリアリールアミンの収率が大きく向上することを明らかにしており、新規トリアリール合成法として期待される。

本研究では、「高機能多元金属ナノ粒子および高効率酸化反応系の開発」を目標と定め、(i) 触媒調製、(ii) 触媒のキャラクタリゼーション、(iii) 触媒反応 (酸化反応系の開発) を3本の基軸として、高機能多元金属ナノ粒子およびそれらを用いた高効率酸化反応系の開発を行った。初年度においては、AuおよびPdの水酸化物前駆体をAl2O3上に担持した後にH2還元処理を施すことで、平均粒径2-3nm程度の担持Au-Pd合金ナノ粒子触媒 (Au-Pd/Al2O3) が得られ、このAu-Pd/Al2O3触媒がシクロヘキシルアミンを原料にN-シクロヘキシルアニリンやジアリールアミンを与えるタンデム型脱水素芳香環形成反応、ならびにスチレンを水素アクセプターとしてシクロヘキサノンとアミンを原料にN-置換アニリンを与える脱水素芳香環形成反応に対して高い活性を示すことを見出した。2年度においては、Au-Pd/TiO2触媒が、シクロヘキシルアミンを原料に、酸化剤を一切用いることなくジアリールアミンを与える、単純脱水素型芳香環形成反応に高い活性を示すことを見出した。この反応では、(i)アニリンとシクロヘキサノン、(ii)シクロヘキシルアミンとシクロヘキサノン、(iii)ニトロベンゼンとシクロヘキサノールといった種々の組み合わせの基質を用いることもでき、非常に幅広いジアリールアミン合成が可能である。3年度においては、Au-Pd/TiO2触媒による単純脱水素型芳香環形成反応のさらなる展開として、シクロヘキサノンとジアリールアミンからのトリアリールアミン合成反応を検討したところ、酸触媒の添加によってトリアリールアミンの収率が大きく向上することを明らかにしており、新規トリアリール合成法として期待される。