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プロトン性部位を有する金属錯体を用いた窒素分子変換反応の開発

Research Project

Project/Area Number 15J01547
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

戸田 達朗  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsルテニウム / 鉄 / ピンサー型錯体 / ピラゾール / イソインドリン / ジホスフィン配位子 / 二核錯体 / 窒素錯体 / N-ヘテロ環状カルベン / カルボニル錯体 / ニッケル
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、電子供与性骨格を有するとともに、窒素固定酵素ニトロゲナーゼの鍵金属である鉄への配位が比較的容易と考えられるビス(ピラゾリルイミノ)イソインドリン配位子を新たに設計・合成し、その錯形成ならびに錯体の反応性について調べた。さらに、昨年度得られたジホスフィン配位子によって架橋された多プロトン応答型二核錯体について、その性質や反応性を詳細に検討した。
合成したイソインドリン鉄錯体と一酸化炭素との反応で得られたカルボニル錯体のCO伸縮振動波数は類似の構造を有するピリジン錯体と比べて低波数側に観測され、イソインドリン骨格の導入によって中心金属の電子密度や逆供与能が向上していることがわかった。このイソインドリン錯体は六員環キレート構造を有しているものの、広がった共役系をもつためにピンサー配位子の平面性が保たれ、以前に合成した六員環キレート構造を有するNHC錯体で見られたような逆供与能の低下を抑制することができたと考えられる。
一方、多プロトン応答型二核錯体については、架橋窒素配位子への電子供与をより強くするために、ビス(ピラゾール)-ビス(ピラゾラト)型窒素架橋二核錯体の脱プロトン化反応をおこなった。その結果、一段階の脱プロトン化によって生じるモノアニオン性窒素錯体のラマンスペクトルでは、無電荷錯体と比べてNN伸縮振動波数が大きく低波数シフトした。また、塩基の量を二当量にすると、対応するジアニオン性窒素錯体が得られた。このジアニオン性窒素錯体のNN伸縮振動は、先に述べたモノアニオン性窒素錯体よりもさらに低波数シフトして観測され、これまでに報告されているルテニウム二価錯体の中で最も活性化された窒素錯体であることが明らかとなった。これらの結果は、プロトン応答部位を集積した二核構造によって、窒素配位子への電子移動が効果的に起こることを裏付ける結果といえる。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Iron and ruthenium complexes having a pincer-type ligand with two protic amidepyrazole arms: Structures and catalytic application2018

    • Author(s)
      Nakahara Yoshiko、Toda Tatsuro、Kuwata Shigeki
    • Journal Title

      Polyhedron

      Volume: 143 Pages: 105-110

    • DOI

      10.1016/j.poly.2017.08.044

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protic NNN and NCN Pincer-Type Ruthenium Complexes Featuring (Trifluoromethyl)pyrazole Arms: Synthesis and Application to Catalytic Hydrogen Evolution from Formic Acid2017

    • Author(s)
      Nakahara Yoshiko、Toda Tatsuro、Matsunami Asuka、Kayaki Yoshihito、Kuwata Shigeki
    • Journal Title

      Chemistry - An Asian Journal

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 73-80

    • DOI

      10.1002/asia.201701474

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and Structures of NCN Pincer-Type Ruthenium and Iridium Complexes Bearing Protic Pyrazole Arms2017

    • Author(s)
      Tatsuro Toda, Koki Saitoh, Akihiro Yoshinari, Takao Ikariya, and Shigeki Kuwata
    • Journal Title

      Organometallics

      Volume: 36 Issue: 6 Pages: 1188-1195

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.7b00065

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Protic N-heterocyclic Carbene versus Pyrazole: Rigorous Comparison of Proton- and Electron-Donating Abilities in a Pincer-Type Framework2016

    • Author(s)
      Tatsuro Toda, Akihiro Yoshinari, Takao Ikariya, and Shigeki Kuwata
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 22 Issue: 46 Pages: 16675-16683

    • DOI

      10.1002/chem.201602552

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis and Structures of Ruthenium and Iron Complexes Bearing an Unsymmetrical Pincer-Type Ligand with Protic Pyrazole and Tertiary Aminoalkyl Arms2015

    • Author(s)
      Tatsuro Toda, Shigeki Kuwata, and Takao Ikariya
    • Journal Title

      Z. Anorg. Allg. Chem.

      Volume: 641 Issue: 12-13 Pages: 2135-2145

    • DOI

      10.1002/zaac.201500558

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ジホスフィン配位子で架橋されたプロトン応答型二核錯体の合成とその反応2017

    • Author(s)
      戸田達朗、桑田繁樹
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] プロティックなピンサー型ビス(ピラゾール)錯体の電子的性質の制御と触媒反応への応用2017

    • Author(s)
      戸田達朗、中原佳子、松並明日香、榧木啓人、桑田繁樹
    • Organizer
      第64回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] プロティックなピンサー型ビス(ピラゾール)ピロリド配位子を有する遷移第一周期金属錯体の合成と反応2017

    • Author(s)
      戸田達朗、桑田繁樹
    • Organizer
      錯体化学会第67回討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Reactivities of Protic NCN Pincer-type Complexes Containing Electron-donating Framework2016

    • Author(s)
      Tatsuro Toda, Shigeki Kuwata
    • Organizer
      錯体化学会第66回討論会
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-09-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Reactivities of NCN Pincer-type Ruthenium Complexes Bearing Protic Pyrazole Arms2016

    • Author(s)
      Tatsuro Toda, Shigeki Kuwata
    • Organizer
      27th International Conference on Organometallic Chemistry
    • Place of Presentation
      Melbourne Convention and Exhibition Centre (Melbourne, Australia)
    • Year and Date
      2016-07-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] N-ヘテロ環状カルベン部位をもつプロティックなビス(ピラゾール)ルテニウム錯体の合成と反応性2016

    • Author(s)
      戸田達朗、桑田繁樹
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府)
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and reactivities of pincer-type complexes bearing protic N-heterocyclic carbene and pyrazole2015

    • Author(s)
      Tatsuro TODA, Shigeki KUWATA, Takao IKARIYA
    • Organizer
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center(ホノルル)
    • Year and Date
      2015-12-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酸化的付加反応を鍵とするプロティックなNCNピンサー型錯体の合成2015

    • Author(s)
      戸田達朗、桑田繁樹
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学(奈良県)
    • Year and Date
      2015-09-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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