環境に優しい触媒の開発戦略
触媒設計の概念図
活性点構造の制御
金属錯体
＋
場（空間）の制御
無機材料
ヘテロポリ酸
融合！
無機担体
活性点
均一系触媒：回収・再利用不可
活性点：精密な制御が可能
場：活性点周りのみ制御が可能
不均一系触媒：回収・再利用可能
活性点：精密な制御が困難
場：広範囲の制御が可能
鉄錯体内包ゼオライト触媒による選択的水酸化反応１
[Fe(bpy)3]2+@Y
不均一系触媒
[Fe(bpy)3](ClO4)2
均一系触媒
H2O2
OH
有機溶媒中
O
31%
O
+
7%
91%
選択性：悪
選択性：良好
OH
OH
水溶媒中
H2O2
OH
有機溶媒中
+
58%
H2O2
O
+
25%
水溶媒中
52%
H2O2
O
+
> 99%
∼ 0%
水溶媒中で炭化水素類を一段階で選択的にアルコールへと変換できる！
(発表論文等)
・S. Yamaguchi, T. Fukura, C. Fujita, H. Yahiro, Chem. Lett., 41, 713, (2012).
鉄錯体内包ゼオライト触媒による選択的水酸化反応２
[Fe(bpy)3]2+@Y
as a Heterogeneous Catalyst
[Fe(bpy)3](ClO4)2
as a Homogeneous Catalyst
OH
O
OH
O
in CH3CN
O
O
in CH3CN
H2O2
+
58%
H2O2
+
31%
+
+
9%
91%
7%
2%
O
OH
O
O
Selectivity
OH
O2
in CH3CN
O
+
22%
O2
+
64%
14%
in CH3CN
+
85%
+
15%
0%
酸素を用いて炭化水素類を一段階で選択的にアルコールへと変換できる！
(発表論文等)
・S. Yamaguchi, T. Fukura, K. Takiguchi, C. Fujita, M. Nishibori, Y. Teraoka, H. Yahiro, Catalysis Today, in press.
銅錯体内包ゼオライト触媒で起こる活性種の安定化？
[Cu(terpy)]2+@Y
[Cu(terpy)]2+@Y + H2O2
室温
[Cu(terpy)(CH3CN)]2+
平面四角形型配位 固定化
+ H2O2
反応活性な
Cu-OOH種を生成
O
S
+ H2O2
×
O
O
S
25
100
20
98
少なくとも5回再利用可能！
15
96
10
94
5
92
0
1st
ca. 380 nm: LMCT derived from HOO− to Cu2+
[Cu(terpy)]2+@Y
2nd 3rd 4th 5th
[Cu(terpy)]2+@Y
90
Selectivity of sulfoxide /%
TON / -
S
H2 O2
緑色に変化！
室温で安定！
遠心分離
H2O2除去
[Cu(terpy)]2+@Y +
S
H2O2
[[Cu(terpy)]2+@Y]*
TON = 1.0
黄緑色粉末
[[Cu(terpy)]2+@Y]*
O
S
酸化活性を維持！
ゼオライト空孔中に閉じ込めることで
室温で安定かつ活性なCu-OOH種が生成！
・山口修平・鈴木彰規･八尋秀典，第113回触媒討論会 (2014) 2B04 (注目発表）.