260 研究領域の現状
錯体触媒研究部門
魚 住 泰 広(教授) (2000 年 4 月 1 日着任)
A -1) 専門領域:有機合成化学,有機金属化学
A -2) 研究課題:
a) 完全水系メディア中での触媒反応
b) 高機能ハイブリッド金属錯体触媒・金属ナノ触媒の設計・開発 c) 新しい遷移金属錯体の創製
A -3) 研究活動の概略と主な成果
a) パラジウム錯体触媒,ロジウム錯体触媒などを両親媒性高分子によって機能修飾することで,これら遷移金属錯体 触媒有機変換工程の多くを完全水系メディア中で実施することに成功した。水中不均一での高立体選択的触媒反応 の開発を世界にさきがけて成功した。
b) 高分子分散型ナノ粒子金属触媒(有機高分子−金属粒子のハイブリッド),メソポーラスシリカ担持分子性遷移金属 錯体(無機担体−有機金属のハイブリッド),金属架橋高分子の自己集積触媒(架橋構造と触媒機能のハイブリッド) を開発した。マイクロ流路内の層流界面での自己集積錯体触媒膜の創製に成功した。
c) 新しいピンサー錯体の合成方法論を確立した。新方法論によって従来にない全く新しいピンサー錯体合成が可能と なり,その物性,反応性を明らかとしつつある。
B -1) 学術論文
Y. UOZUMI, H. TAKENAKA and T. SUZUKA, “Allylic Substitution of meso-1,4-Diacetoxycycloalkenes in Water with an
Amphiphilic Resin-Supported Chiral Palladium Complex,” Synlett 10, 1557–1564 (2008).
Y. UOZUMI and T. SUZUKA, “π-Allylic Sulfonylation in Water with Amphiphilic Resin-Supported Palladium-Phosphine Complex,” Synthesis 12, 1960–1964 (2008).
Y. OE and Y. UOZUMI, “Highly Efficient Heterogeneous Aqueous Kharasch Reaction with an Amphiphilic Resin-Supported
Ruthenium Catalyst,” Adv. Synth. Catal. 350, 18771–18775 (2008).
Y. M. A. YAMADA, H. GUO and Y. UOZUMI, “Development of Tightly Convoluted Polymeric Phosphotungstate Catalysts
and Their Application to an Axidative Cyclization of Alkenols and Alkenoic Acids,” Heterocycles 76, 645–655 (2008). T. KIMURA and Y. UOZUMI, “Synthesis of [2,6-Bis(2-oxazolinyl)-phenyl] Palladium Complexes via the Ligand Introduction
Route,” Organometallics 27, 5159–5162 (2008).
Y. UOZUMI, “Heterogeneous Asymmetric Catalysis in Water with Amphiphilic Polymer-Supported Homochiral Palladium Complexes,” Bull. Chem. Soc. Jpn. 81, 1183–1195 (2008).
B -3) 総説,著書
魚住泰広 , 「グリーン触媒」, 化学 化学同人 , 63, 44–46 (2008).
研究領域の現状 261 Z. WANG, K. DING and Y. UOZUMI, “An Overview of Heterogeneous Asymmetric Catalysis,” in Handbook of Asymmetric
Heterogeneous Catalysis (2008).
Y. UOZUMI, “Heterogeneous Asymmetric Catalysis in Aqueous Media,” in Handbook of Asymmetric Heterogeneous Catalysis (2008).
B -4) 招待講演
Y. UOZUMI, “Catalyst Immobilization via Molecular Convolution,” China-Japan Joint Symposium on Functional Materials toward Future Catalysts, Chinese Academy of Sciences, Beijing (China), January 2008.
魚住泰広 , 「Molecular C onvolution による固相担持触媒の創製と利用」, 26th C onference on C ombinatorial C hemistry, J apan, 大阪大学 , 2008年 4月.
Y. UOZUMI, “Heterogeneous Aquacatalysis with Amphiphilic Resin Supported Transition Metal Complexes & Nanoparticles,”
Yale Chemistry Seminar, Department of Chemistry, Yale University, New Haven (U.S.A.), May 2008.
Y. UOZUMI, “Heterogeneous Aquacatalysis with Amphiphilic Resin Supported Transition Metal Complexes and Nanoparticles,”
2nd International Symposium on Green Processing in the Pharmaceutical & Fine Chemical Industries, New Haven (U.S.A.), May 2008.
Y. UOZUMI, “Heterogeneous Aquacatalysis with Amphiphilic Resin Supported Transition Metal Complexes & Nanoparticles,” Chemistry Department Seminar, Department of Chemistry, McGill University, Montreal (Canada), June 2008.
魚住泰広 , 「Molecular C onvolution による固定化触媒の創製とマイクロ反応デバイスへの適用」, 近畿化学協会フロー・マイ クロ合成研究会第19回公開講演会 , 大阪科学技術センター , 2008年 7月.
魚住泰広 , 「M ol ecul ar C onv ol uti on による高分子錯体触媒の創製」, 第58回錯体化学討論会 , 金沢大学角間キャンパス, 2008年 9月.
Y. UOZUMI, “Heterogeneous Aquacatalytic Systems toward Ideal Organic Syntehsis,” Suzuki Kunio Symposium, Tokyo
(Japan), September 2008.
Y. UOZUMI, “Pincer Palladium Complexes: Their preparation and Properties,” China-Japan Joint Symposium on the Element-
Based Molecular Functions, Beijing (China), October 2008.
Y. UOZUMI, “Catalyst Immobilization via Molecular Convolution: Application to the Development of Microchannel Reaction
Devices,” 理化学研究所シンポジウム「有機金属化学の最前線」, 2008年 11月.
Y. UOZUMI, “Catalyst Immobilization via Molecular Convolution,” Japan-Korea Joint Symposium on Functional Materials toward Future Catalysts: Chemistry Showcase, Daejeon (Korea), November 2008.
魚住泰広 , 「両親媒性高分子担持ルテニウム錯体触媒による水中不均一異性化—アルドール縮合反応」, 協奏機能触媒第 5回公開シンポジウム, 大阪大学 , 2008年 12月.
B -6) 受賞,表彰
魚住泰広 , 有機合成化学協会研究企画賞 (1992). 魚住泰広 , 日本薬学会奨励賞 (1997).
山田陽一 , 日本薬学会奨励賞 (2005).
魚住泰広 , 第6回グリーン・サスティナブル・ケミストリー賞,文部科学大臣賞 (2007). 魚住泰広 , 平成18年度日本化学会学術賞 (2007).
262 研究領域の現状
山田陽一 , 文部科学大臣表彰若手科学者賞 (2008). 山田陽一 , T hieme C hemistry J ournal A ward (2008).
B -7) 学会および社会的活動 学協会役員等
地球環境産業技術研究機構(R IT E )技術評価分科会委員会 (2002–2004). コンビナトリアル・ケミストリー研究会代表幹事 (1998– ).
有機合成化学協会支部幹事 (1998– ). 学会の組織委員等
名古屋メダル実行委員 (2000– ).
International Conference on Organic Synthesis 実行委員 (2002–2004). IUPAC meeting “Polymer in Organic Chemistry 2006” 実行委員 (2004–2006).
OMCOS 14 組織委員 (2006–2007).
触媒学会創設50周年記念国際シンポジウム組織委員 (2007– ). 文部科学省,学術振興会,大学共同利用機関等の委員等
日本学術振興会第 116 委員会委員 (1998– ).
日本学術振興会科学研究費補助金第一次審査員 (2002–2006). 科学振興調整費審査委員 (2003–2004).
振興調整費「新機能材料開発に資する強磁場固体NMR」研究運営委員 (2004–2007). 学会誌編集委員
日本化学会速報誌編集委員 (2001–2002). SYNLETT 誌アジア地区編集主幹 (2002– ).
Tetrahedron Asymmetry 誌アドバイザリ−ボード (2002– ). SYNFACTS 誌編集委員 (2005– ).
その他
科学技術振興機構 C R E ST 研究「水中での精密分子変換を実現するナノ遷移金属触媒創製」 研究リーダー (2002–2007). 理化学研究所研究チームリーダー (2007– ).
経済産業省グリーン・サステイナブルケミカルプロセス基盤技術開発プロジェクト 研究チームリーダー (2008– ).
B -10) 競争的資金
基盤研究 ( B )(展開研究), 「水中での触媒的有機合成プロセス:環境負荷物質のゼロエミッション化」, 魚住泰広 (1999年 – 2001年 ).
基盤研究 (B)(一般研究)「水中有機合成を実現する両親媒性固相担持触媒の開発」, , 魚住泰広 (1999年 –2000 年 ). 特定領域研究(公募研究:領域番号 283)「触媒的不斉ワ, ッカー反応」, 魚住泰広 (1999年 –2001年 ).
特別研究員奨励費 , 「高効率アリル位不斉酸化を実現する錯体触媒の開発研究」, Heiko Hocke (2000 年 –2001年 ).
特定領域研究(公募研究:領域番号 412)「高い不斉誘起能を持つ新規複素環ユニ, ット開発」, 魚住泰広 (2001年 –2003年 ). 特定領域研究(計画:領域番号 420)「完全水系中での遷移金属触媒反応場」, , 魚住泰広 (2002 年 –2005年 ).
研究領域の現状 263 基盤研究 (A )(一般研究)「水中で機能する高分子分散型複合金属ナノ触媒の創製」, , 魚住泰広 (2003年 –2006年 ).
特定領域研究(計画:研究項目番号 A 03), 「理想化学変換プロセスを実現する新しい水中機能性個体触媒の開発」, 魚住泰 広 (2006年 –2009年 ).
受託研究(RITE)「優秀研究企画」, , 魚住泰広 (2001年 –2002 年 ).
受託研究(マイクロ化学プロセス組合:NE DO・再委託), 魚住泰広 (2002 年 –2004年 ). 受託研究(日本化学会:科学振興調整費・再委託), 魚住泰広 (2000 年 ).
受託研究(第一製薬), 魚住泰広 (2001年 –2002 年 ).
受託研究(経済産業省・戦略的技術開発)グリーンサスティナブルケミカルプロセス基盤技術開発 , 「高機能不均一触媒の開 発と環境調和型化学プロセスの研究開発」, 魚住泰広 (2008年 ).
研究奨励金(東レ財団)「科学研究助成」, , 魚住泰広 (2002 年 ).
科学技術振興機構 C R E ST 研究 , 「水中での精密分子変換を実現するナノ遷移金属触媒創造」, 魚住泰広 (2002 年 –2008年 ). 若手研究 (B), 「高活性な相間移動固相触媒の創製と有機合成反応への展開」, 山田陽一 (2002 年 ).
若手研究 (B), 「高分子マトリックス化金属固相触媒の創製」, 山田陽一 (2004年 –2007年 ).
B -11) 産学連携
共同研究((株)カネカ)「固相担持型 Buchwald-Hartwig 反応触媒の開発」, , 魚住泰広 (2008年 ).
C ) 研究活動の課題と展望
数年前にゼロからのスタートを切った精密有機分子変換反応の aqueous-switching,heterogeneous-switching の試みも十分な 成果と蓄積を得て,現時点では高度な立体選択機能を合わせ持った触媒の開発に至り,さらには数段階の炭素−炭素結合 形成を経る多段階有機合成の全工程・全操作を有機溶剤を全く用いずに実現しつつある。その過程で従来の有機合成手 法では獲得し得ない疎水性相互作用に立脚した新規な反応駆動概念を提案することができた(C R E S T 研究など)。またナノ パラジウム粒子の高分子マトリクス内での発生・分散と固定化に成功し,アルコール酸化やハロゲン化芳香族の脱ハロゲン 反応など,グリーン化学の中心課題を解決してきた。他の金属種(W,R u,R h,C u)に適用範囲を拡張しつつある。今後さ らに基礎科学的論証を重ねる予定である。さらに金属架橋高分子の自己集積触媒を開発に注力しつつあり,マイクロ流路内 の層流界面での自己集積錯体触媒膜の創製に成功した。
独自に開発した高立体選択的不斉ユニットであるpy rroloi mi dazolone 骨格ならではの有効な利用を推進しつつあり,上述の 水中不斉触媒プロセスの達成に加えて,新しいピンサー型錯体触媒の設計・開発に至っている。その過程で見いだしたリガ ンド導入法によるピンサー錯体構築は従来の種々のピンサー型錯体調製と全く異なる錯体形成経路を経ることから,従来法 では合成困難であった立体規制に富むピンサー型錯体の自在調製に道筋をつけた。発展に注力したい。
現時点では競争的研究資金の獲得も順調であり,研究設備などは充足している。大学院生ならびに博士研究員の確保も問 題ない。水中機能性固定化触媒に関するC R E S T 研究が2008年3月に終了し,続いてその成果を実践的に発展させるため 経済産業省(N E D O)プロジェクトを2008年9月に開始した。また,自己集積錯体触媒研究は理化学研究所フロンティア研 究に指名され同研究所に場所を移して展開中である。すなわち,魚住グループの大きな研究の柱は C R E ST -NE D O,理研へ と発展的に移行している。今後,魚住の本拠地である分子科学研究所に於いては,次の研究の萌芽を見いだし育てるの研 究に注力しており,幾つかの新機軸候補課題の中から大きな発展に繋がる新課題を見いだしたいと考えている。現状の環境・ 活力を維持する上で今こそ従来以上の基礎的学術研究への集中こそが重要である。