藤田健一 人間?環境学研究科教授らの研究グループは、水溶媒中でアルコールの脱水素的酸化を効率的に進行させる新しいイリジウム触媒を開発しました。この新しいイリジウム触媒は極めて水に溶けやすく、空気中や水中でも長期にわたって安定な触媒であり、扱いやすくて高性能という利点があります。
本研究成果は、2017年9月25日に「ACS Catalysis」に掲載されました。
研究者からのコメント
本研究では、环境调和性に优れた水を溶媒として用い、有害な酸化剤を必要とせずに、水素ガスの副生を伴うだけという、非常に理想的な条件下でのアルコールの脱水素的酸化反応を达成することができました。この成果は、环境に调和した有机合成触媒系を设计する上で、重要な知见を与えるとともに、多段阶有机合成を计画する际の一つのキーステップとして、大きな利用価値があると考えられます。
概要
近年、环境负荷が小さく効率の良い、触媒を活用した有机分子変换法の开拓が求められています。なかでも、触媒を用いた有机分子の脱水素化を基轴とした反応に注目が集まっています。たとえば、アルコールを酸化させアルデヒド、ケトン等へ変换する反応は有机化学における最も基本的かつ重要な反応ですが、これまでは毒性の高い酸化剤を大量に用いて行われてきました。これに対し、酸化剤を用いることなく脱水素化を伴って同様の変换を达成する触媒的な反応が最近注目されています。特に触媒を用いてアルコールから水素を取り出す反応は、クリーンエネルギーとして期待の大きい水素の製造という観点からも、その発展が期待されています。
本研究グループではこれまでにも、水溶媒中でアルコールの脱水素的酸化反応を実现するイリジウム触媒を开発してきました。しかしその触媒活性は十分に高いとはいえず、より高活性な触媒の开発が望まれていました。今回の研究では、触媒分子の设计を见直し、新しい机能性配位子を合成してイリジウムに结合させた新规触媒を合成し、その性能を调査しました。
その结果、このイリジウム触媒を水溶媒中で使用することにより、第二级アルコールを原料とする场合にはケトンを、第一级アルコールを原料とする场合にはカルボン酸を合成できることが分かりました。副生成物は水素ガスだけです。さらに、简単な処理で触媒を回収、再利用することも可能なため、大変环境负荷の小さい有机分子変换法だと言えます。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
Ken-ichi Fujita, Ryuichi Tamura, Yuhi Tanaka, Masato Yoshida, Mitsuki Onoda and Ryohei Yamaguchi (2017). Dehydrogenative Oxidation of Alcohols in Aqueous Media Catalyzed by a Water-Soluble Dicationic Iridium Complex Bearing a Functional N-Heterocyclic Carbene Ligand without Using Base. ACS Catalysis, 7(10), 7226-7230.
- 化学工业日报（10月4日）に掲载されました。
