安価な非貴金属ニッケルを基盤とする新規合金触媒の開発 ~ニトリルから第2級アミンの高効率・簡便な合成を実現~

2026-07-09 神戸大学

神戸大学の研究グループは、安価な非貴金属であるニッケル(Ni)とタングステン(W)を合金化した新規ナノ粒子触媒(nano-NiW)を開発し、ニトリルから医薬品や農薬の原料となる第二級アミンを高効率かつ選択的に合成することに成功した。従来、非貴金属触媒では高温・高圧水素条件が必要であったが、本触媒は大気圧水素下という温和な条件でも高い触媒活性を示した。また、多様なニトリル化合物に適用可能であるほか、第一級アミンを共存させることで、従来は多段階反応が必要だった非対称第二級アミンも一段階で合成できた。さらに、固体触媒であるため回収・再利用が容易で、繰り返し使用しても活性の低下は認められなかった。周期表上で離れたNiとWの合金化を実現した点も特徴であり、経済性と高性能を両立する新たな触媒設計として注目される。本成果は、第二級アミンの低コスト・低環境負荷製造を可能にし、持続可能な医薬品・農薬製造プロセスの実現に貢献すると期待される。

安価な非貴金属ニッケルを基盤とする新規合金触媒の開発 ~ニトリルから第2級アミンの高効率・簡便な合成を実現~

<関連情報>

ニトリルを選択的に水素化して第二級アミンを生成するための、高効率かつ安定なNi-Wナノ合金触媒 Highly Efficient and Stable Ni–W Nanoalloy Catalyst for Selective Hydrogenation of Nitriles to Secondary Amines

Taiki KawakamiYuxuan Feng,Kentaro Okano,and Sho Yamaguch
ACS Catalysis  Published: July 7, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acscatal.6c03613

Abstract

Alloying with other metals is an effective strategy for enhancing the catalytic performance of intrinsically low-activity, non-precious metals. Liquid-phase reduction is a powerful method for synthesizing well-defined metal alloy nanoparticles with narrow size distributions and controlled structures; however, combining non-precious metals with early-transition metals remains largely unexplored due to their significantly different chemical properties. Herein, we report the development of a well-defined Ni–W nanoalloy (nano-NiW) by using a liquid-phase reduction method and its application as a heterogeneous catalyst for the hydrogenation of nitriles to secondary amines. The nano-NiW catalyst exhibited higher activity compared with monometallic Ni and conventionally impregnated Ni–W catalysts, enabling the selective nitrile hydrogenation to secondary amines even at 0.1 MPa H2. The catalyst also showed a broad substrate scope and could be recycled without loss of activity. Comprehensive structural and kinetic analyses revealed that incorporation of W into nano-NiW facilitates Schiff base reduction, a key step in the catalytic cycle. Overall, this study substantially advances the performance of Ni-based catalysts and offers a promising strategy for more efficient and economical organic synthesis.

0502有機化学製品
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