技術セミナー・研修・出版・書籍・通信教育・eラーニング・講師派遣の テックセミナー ジェーピー
技術セミナー・研修・出版・書籍・通信教育・eラーニング・講師派遣の テックセミナー ジェーピー
鉄やヨウ素等の非レアメタル触媒を使ったカップリング反応を徹底解説!
鉄触媒によるクロスカップリング反応の研究動向と今後の展望
有機化合物の精密合成において、ニッケル、銅、パラジウム、ロジウムなどの遷移金属はそれぞれ特異な反応性、触媒活性を示し、 大変な活躍ぶりを示す。
これらの金属は、地殻中に数十ppmから数ppbの存在量しか無い「希少元素」であり、産業分野全体からの現在の需要に対しては数十年から数百年の耐用年数 (石油で言うところの可採年数) が見積もられている。
我々の研究グループでは、10年ほど前から普遍性の高い金属を活用する精密有機合成反応の開発に取り組んでいる。始まりは、「希少金属の触媒機能を、鉄のような身近な遷移金属で代替することは可能か?」「普遍性の高い金属の触媒で希少金属触媒の機能を凌駕することは出来ないだろうか?」といった素朴な疑問・挑戦だった。
卑金属鉱石から金を精錬しようとした古の錬金術師に自らの姿を重ね合わせながらのスタートではあったが、最近我々の開発してきた鉄および鉄族元素触媒によるクロスカップリング反応が、パラジウムやニッケルを触媒としたクロスカップリング反応とは異なる反応機構で進行していることが明らかとなってきた。
本講演では、「元素科学」や「元素戦略」を念頭に置いた均一系触媒反応開発の一例として、鉄を触媒としたクロスカップリング反応の開発について、我々のこれまでの成果をまとめて紹介したいと思う
鉄-シリル錯体に秘められた驚異の触媒能
鉄は地表部に最も多く存在する遷移金属であり、地球上に広く分布している。そのため、常に安価で安定的に供給できるという特徴を有している。しかし、良い触媒能を示す鉄の錯体はあまり知られていない。
高い触媒能を示す金属の代表として白金があげられる。ところが白金は高価であり、さらに世界中で産出される92%が南アフリカとロシアに偏っているため、経済的・政治的理由で供給が途絶える危険性をはらんでいる。
白金に限らず、他の安定的供給に問題のある金属を用いた触媒反応からなるべく早く脱却することが、産業の持続的発展には欠かせない。従って、これらの代替金属として鉄が利用できればそのインパクトは大きい。
鉄を中心金属として、その配位子や反応条件等を種々工夫することにより、鉄錯体に高い触媒能を発現させ、さらに鉄錯体に特有の触媒反応を開発することが可能ではないかと考え、我々は鉄錯体を触媒とする反応を種々検討している。
本講演では、シリル基を配位子とする鉄錯体に秘められた触媒能について、我々がが見出してきた反応を中心に解説する。
ヨウ素反応剤を用いた 脱レアメタル-カップリング反応
平成22年度のノーベル化学賞で話題となった、パラジウム触媒を用いたクロスカップリング反応は、有機金属を用いた反応の中でも最も重要なものの一つです。本反応は、機能性色素、医薬品、有機エレクトロニクス領域で重要な反応であるが、レアメタルを用いているので、特定産出国への依存度が高く、価格や供給面での問題が残っている。一方、我々が開発したヨウ素反応剤を用いるカップリング反応では、ヨウ素が日本が世界第2位の産出国であり、さらに、あらかじめ結びつける芳香環上に亜鉛やホウ素などの官能基化が不要なために、工程が簡略化され効率も高まり、製造コストの削減も期待される。
本講演では、これらの反応の開発に至った背景から、最近の芳香環化合物やヘテロ芳香環化合物間のレアメタルを用いないカップリング反応について述べる。
開始日時 | 会場 | 開催方法 | |
---|---|---|---|
2025/7/15 | 廃プラスチックのケミカルリサイクルの最新動向 | オンライン | |
2025/7/16 | 廃リチウムイオン二次電池の失活とリサイクル | オンライン | |
2025/7/16 | ポリウレタンの基礎とアミン触媒の構造および開発動向 | オンライン | |
2025/7/17 | UV硬化樹脂の基礎とトラブル対策 | オンライン | |
2025/7/17 | レオロジー入門講座 | オンライン | |
2025/7/17 | ポリウレタンの基礎とアミン触媒の構造および開発動向 | オンライン | |
2025/7/18 | UV硬化樹脂の基礎とトラブル対策 | オンライン | |
2025/7/18 | レオロジー入門講座 | オンライン | |
2025/7/22 | 第一原理計算と機械学習を活用した材料設計と応用展開 | オンライン | |
2025/7/22 | 高分子の接着の基礎と接着性改善に向けた界面の構造評価・表面処理の応用 | オンライン | |
2025/7/23 | プラスチックの加飾技術の最新動向と今後の展望 | オンライン | |
2025/7/23 | 高分子における残留応力/内部応力の発生メカニズムと低減化 | オンライン | |
2025/7/23 | 高分子材料における難燃化技術と難燃性評価、難燃剤の配合設計・規制動向と実際技術 | オンライン | |
2025/7/23 | ゲル化剤の基礎知識およびゲル化手法・分子設計のポイント | オンライン | |
2025/7/23 | 第一原理計算と機械学習を活用した材料設計と応用展開 | オンライン | |
2025/7/23 | PVA (ポリビニルアルコール) の基礎と高機能化 | オンライン | |
2025/7/23 | ポリフェニレンサルファイド (PPS) 樹脂の基礎と応用技術の総合知識 | オンライン | |
2025/7/24 | PVA (ポリビニルアルコール) の基礎と高機能化 | オンライン | |
2025/7/24 | 欧州プラスチック産業の最新動向 | 東京都 | 会場・オンライン |
2025/7/24 | 架橋ポリオレフィンのマテリアルリサイクル技術の最先端 | オンライン |
発行年月 | |
---|---|
2025/7/7 | 光触媒膜〔2025年版〕 技術開発実態分析調査報告書 (書籍版) |
2025/7/7 | 光触媒膜〔2025年版〕 技術開発実態分析調査報告書 (CD-ROM版) |
2024/7/31 | ポリウレタンの材料設計、環境負荷低減と応用事例 |
2024/7/29 | サステナブルなプラスチックの技術と展望 |
2024/7/22 | 世界のレトルトフィルム・レトルトパウチの実態と将来展望 2024-2026 |
2024/7/22 | 世界のレトルトフィルム・レトルトパウチの実態と将来展望 2024-2026 (書籍版 + CD版) |
2024/7/17 | 世界のリサイクルPET 最新業界レポート |
2024/6/28 | ハイドロゲルの特性と作製および医療材料への応用 |
2024/5/30 | PETボトルの最新リサイクル技術動向 |
2024/5/30 | 世界の次世代触媒 最新業界レポート (後編) |
2024/5/15 | 世界の次世代触媒 最新業界レポート (前編) |
2024/2/29 | プラスチックのリサイクルと再生材の改質技術 |
2023/11/15 | EV用モータの資源対策 |
2023/10/31 | エポキシ樹脂の配合設計と高機能化 |
2023/7/31 | 熱可塑性エラストマーの特性と選定技術 |
2023/7/14 | リサイクル材・バイオマス複合プラスチックの技術と仕組 |
2023/6/14 | 車載用リチウムイオン電池リサイクル : 技術・ビジネス・法制度 |
2023/3/31 | バイオマス材料の開発と応用 |
2023/3/10 | メタンと二酸化炭素 |
2023/1/31 | 世界のレアメタルリサイクル 最新業界レポート |