らは、温和な条件でアミドの還元反応を進行させる触媒の開発に世界で初めて成功しました。様々な高機能化学品に必要不可欠な化合物です(図1)。アミドの還元反応を進行させることに成功しました。本反応後の副生成物は無害な水のみであるため、安全かつ省エネルギーで反応を行なうことができます。開発した触媒は、反応液からのろ過により簡単に分離ができ、回収した触媒を再びアミドの還元反応に用いても触媒の活性低下は観られず、繰り返し使用することができます。この触媒反応系は従来の反応系に比べて極めて温和な条件下で、アミドをアミンへと選択的に変換します。固体触媒※2であるため反応溶液との分離が簡単に行えるという利点があります。これらのことから、安全かつ省エネルギーでほしいものだけをつくり出す、環境に優しい触媒プロセスの開発が期待されます。Edition(オンライン)に、6月26日に公開されました。あるアミンと水のみが副生する。様々な用途で必要不可欠な化合物です。これまでアミドの還元反応では、アミドが難還元性であるため、水素化アルミニウムリチウム(LiAlH4)などの強力な還元剤が使われていました。これらの試剤は反応後に金属廃棄物を大量に排出し、廃棄金属と生成物であるアミンとの分離が難しいといった難点があるため環境に負荷を与える反応です。そのため、反応後に水のみを副生する水素ガスを使ってアミドを還元する“触媒”の開発がおよそ100年前から熱心に研究されてきました。水素を用いたアミドの還元反応を進行させるには非常に高い水素圧と高温の反応条件が必要であるため、“温和な条件下で進行するアミドの還元反応の開発”が求められてきました。70°C以下と言われていますが、これまでにこのような温和な条件でアミドを還元できる触媒は開発されませんでした。そこで、本研究グループでは、バナジウムと白金を複合化しナノ粒子化した触媒が、30気圧以下、70°C以下で様々なアミドを高選択的にアミンへと還元できることを見出し、世界で初めて、“温和な条件下で進行するアミドの還元反応の開発”に成功しました。開発した触媒を用いることで、世界で初めての常圧(1気圧)の水素でのアミドの還元反応を達成し、室温でも反応が進行することを明らかにしました。開発した触媒は、反応液からのろ過により簡単に分離ができ、回収した触媒を再びアミドの還元反応に用いても触媒の活性低下は観られず、繰り返し使用することができます。Edition(オンライン)に掲載されました。(基盤研究(B)研究代表者:満留敬人)、新学術領域「3D活性サイト科学」(領域代表:大門寛)の支援の元に行われました。骨や歯の主成分であるヒドロキシアパタイトという無機物の上に、白金とバナジウムから構成される直径約2ナノメートル(1ナノメートルは10億分の1(10-9)メートル)程度の非常に小さな合金ナノ粒子を調製することに成功しました。この小さな合金ナノ粒子が温和な条件におけるアミドの還元反応を可能にしました。化学反応を進行させる触媒は、溶液に溶け込む均一系触媒と溶け込まない不均一系触媒(=固体触媒)に大別できます。固体触媒は、粉末であるため反応溶液からろ過により簡単に取り除くことができる他、再使用ができるなどの多くの実用的な利点があります。研究者のコメント当研究グループでは、触媒開発を通して環境問題の解決に貢献したいと考えています。本研究では、白金とバナジウムから構成される非常に小さなナノ粒子触媒を作ることに成功し、世界で初めて次世代の高機能化学品製造プロセスにおける夢反応の1つとされる“温和な条件下でのアミドの還元反応”を実現しました。本研究成果から生み出される、省エネルギーかつ安全で、有害な廃棄物を排出しない触媒反応プロセスの開発が環境に調和した持続可能な社会の構築に貢献できることを期待しています。