学会賞(表彰規程第3条1項に該当するもの)(学術的)
ルテニウム錯体触媒によるケミカルズの合成と変換に関する基盤研究
光藤 武明殿(京都大学大学院工学研究科 教授)
光藤氏は,ルテニウム錯体の特異な反応性を数多く見出し,石油化学品(ケミカルズ)の合成や変換に関する新規な触媒的有機合成手法へ発展させる錯体触媒の研究において多大な成果を挙げている。以下に,同氏の業績をまとめる。
第一に,石油化学工業の重要な反応の一つである不飽和炭化水素のカルボニル化反応,すなわちヒドロホルミル化反応の触媒としてルテニウムカルボニル錯体触媒が有効であることを見出している。とりわけプロピレンを原料とする直鎖選択的カルボニル化によるn- ブチルアルデヒド製造が工業的に重要であり,同氏は,ルテニウムカルボニル錯体と1,10-フェナントロリン配位子を組み合わせた触媒系が高い直鎖選択性を有しかつ高活性触媒となることを見出した。さらに,本ルテニウム錯体を発展させ,錯体一分子に配位したアルケン,アルキン,および一酸化炭素の三成分カップリング反応の開発にも成功している。
第二に,ルテニウム錯体触媒によるアルケンとアルキンなど不飽和炭化水素の新規物質変換反応を開発した。たとえば,ノルボルネンと置換アセチレン化合物などのアルケンとアルキンの〔2+2〕型付加環化は熱的に進行しない反応であるが,同氏はルテニウム錯体の有する特異な反応性に着目し,これを触媒とすることで熱的に禁制の環化反応が金属上で付加環化を経て効率良く進行することを見出した。この付加環化反応はルテニウム錯体触媒に特徴的であり,ここで得られた学術的知見を基に,アルケンとアルキンの鎖状共二量化反応,ならびに1,3-ジエンとアルキンの特異的共二量化反応等の開発に成功している。
また,同氏は,ノルボルナジエンが低原子価ルテニウム錯体触媒存在下に,炭素−炭素結合の二度にわたる切断・再配列を繰り返し,かご型分子であるペンタシクロテトラデカジエンを与える新規な分子変換プロセスを見出している。本反応は,石油化学において入手容易なノルボルナジエンを原料とする複雑構造を有する新規かご型ジエンへの分子変換であり,新しい機能性ケミカルズ合成へ展開できるものと期待されている。
第三に,ルテニウム触媒存在下にアルケンへの硫黄および窒素等のヘテロ原子導入反応を効率良く進行させ,アルケン類をより高付加価値化することに成功している。たとえば,ジスルフィドのS−S結合を切断し,アルケンに付加させてビシナルジチオエーテルを得る反応や,アルケンのヒドロアミノ化反応および酸化的アミノ化反応など基本的分子変換反応がルテニウム錯体触媒系によって進行することを見出した。
以上のように,光藤氏はルテニウム錯体のもつ特性および触媒機能を新たに開拓し,それらを十二分に活用することで有用な石油化学品の合成および変換反応プロセスの開発に成功している。同氏の研究業績は単に石油化学の発展だけでなく,ルテニウム錯体化学の基礎化学の進展に多大に貢献するものであり,その波及効果は顕著である。よって,本会表彰規程第3条1項に該当するものと認められる。
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