非貴金属固体触媒で脂肪族化合物から芳香族化合物と水素分子を同時に合成：研究開発の最前線

東京大学は、脂肪族化合物から芳香族化合物と水素分子を同時に合成できる非貴金属固体触媒を開発した。高価で稀少な貴金属触媒を用いず、安価で入手が容易な非貴金属で脱水素芳香環形成反応を可能とした。

[MONOist]

　東京大学は2025年2月10日、脂肪族化合物から芳香族化合物と水素分子を同時に合成できる非貴金属固体触媒を開発したと発表した。

非貴金属ナノ粒子触媒によりシクロヘキサノンなどの脂肪族化合物から芳香族化合物と水素を同時合成［クリックで拡大］ 出所：東京大学

　芳香族化合物の合成では、環境にやさしい手法として、有害な廃棄物を出さないアクセプターレス脱水素芳香環形成反応が注目されている。しかし、この手法には、パラジウムなどの高価で稀少な貴金属触媒が必要なことが課題だった。

　研究グループは今回、パラジウムの同族元素のニッケルに着目。ニッケルは安価で入手が容易な非貴金属で、酸化セリウム担持ニッケルナノ粒子触媒にすることで、不均一系担持金属ナノ粒子触媒が発揮する多点吸着、活性化といった協奏的触媒作用を利用できる。

シクロヘキサノン類のアクセプターレス脱水素芳香環形成反応の概要［クリックで拡大］ 出所：東京大学

　実験では、シクロヘキサノン類を基質に、フェノール類や第一級アニリン類、N，N−二置換アニリン類、N−ヘテロ芳香環化合物などの合成に成功。酸化剤を用いずにアルコール酸化が可能なため、シクロヘキサノール類を基質としたフェノール類も合成できる。使用後の触媒は、濾過で簡便に回収し、再使用が可能だ。

合成できた芳香族化合物の例（各構造の下の数値は収率、赤色が脱水素した箇所）［クリックで拡大］ 出所：東京大学

　今後、貴金属触媒が必要な他の化学反応においても、同様の反応を得られる非貴金属触媒の開発を進める。

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