均一系触媒を鍵とする新反応・新材料開発研究

現代社会が直面している環境・エネルギー問題を解決し、持続可能な社会の構築に向け、均一系触媒の力を駆使し、持続可能且つ入手容易なエネルギー・原料を利用した新規有機反応及び機能性材料の開発を行う。

(1) 新反応開発：安価且つ豊富に存在する炭素資源である二酸化炭素の高効率変換反応の開発を目的とし、新たに設計したイリジウム錯体が二酸化炭素のギ酸への水素化反応に世界最高の活性及び寿命を示すことを見出した。また、温室効果ガスである二酸化炭素の化学固定化を目指し、種々コモノマーと二酸化炭素の共重合反応に取り組み、ブタジエンと二酸化炭素から二段階反応による共重合体の合成に成功し、高い二酸化炭素含有率が実現できた。再生可能資源であるバイオマスの有効利用を目指し、フェノール類のアレーンへの選択的水素還元反応の開発にも成功している。

(2) 新材料開発：我々は主にオレフィンと極性モノマーの共重合による機能性高分子材料の開発、及びデバイス構築へ向けた新奇多環芳香族炭化水素材料の開発を行っている。例えば、我々が独自に開発したパラジウム錯体により、エチレンと種々の極性モノマーとの配位共重合が達成できた。また、種々の新奇ヘテロ元素置換拡張π共役系分子の合成に成功し、特異的な物性を示すことを見出した。

以上の研究は、持続可能な社会の構築のための基盤技術の確立に挑むものである。いずれも世界的に高い評価を受けており、新聞などのメディアにも幅広く紹介されている。

・伊藤 慎庫　講師
・楠本 周平　助教
・金 雄傑　助教

・R. Tanaka, M. Yamashita, and K. Nozaki, “Catalytic Hydrogenation of Carbon Dioxide Using Ir(III)-Pincer Complexes”, Journal of the American Chemical Society, 131, pp. 14168-14169, 2009.
・R. Nakano, S. Ito, and K. Nozaki, “Copolymerization of Carbon Dioxide and Butadiene via a Lactone Intermediate”, Nature Chemistry, 6, pp. 325-331, 2014.
・S. Kusumoto, and K. Nozaki, “Direct and Selective Hydrogenolysis of Arenols and Aryl Methyl Ethers”, Nature Communications, 6:6296 doi: 10.1038/ncomms7296, 2015.
・Y. Ota, S. Ito, M. Kobayashi, S. Kitade, K. Sakata, T. Tayano, and K. Nozaki,“Crystalline Isotactic Polar Polypropylene from the Palladium-Catalyzed Copolymerization of Propylene and Polar Monomers” Angewandte Chemie International Edition, 55, pp. 7505-7509, 2016.
・R. Shintani, N. Misawa, T. Tsuda, R. Iino, M. Fujii, K. Yamashita, and K. Nozaki, “Synthesis of Quinoidal Fused Oligosiloles by Rhodium-Catalyzed Stitching Reaction and Theoretical Investigation of Their Properties”, Journal of the American Chemical Society, 139, pp. 3861-3867, 2017.
・S. Ito, Y. Tokimaru, and K. Nozaki, “Benzene-Fused Azacorannulene Bearing an Internal Nitrogen Atom” Angewandte Chemie International Edition, 54, pp. 7256-7260, 2015.