イリジウム二核錯体による有機分子の炭素-水素結合活性化と官能基化

• Project/Area Number: 17750052
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Inorganic chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 藤田 健一 京都大学, 地球環境学堂, 助教授 (80293843)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2006: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: イリジウム錯体 / 多核錯体 / ヒドリド錯体 / C-H活性化

Research Abstract

本研究者は、遷移金属複核錯体に特有の機能を見出し、有機合成における新しい分子触媒として発展させることを目的として、イリジウム二核錯体に注目して研究を行ってきた。本研究課題では、これまでに本研究者が明らかにしてきたイリジウム二核錯体の機能化学についてさらに深く探求することを目的として、イリジウム二核錯体による有機分子の炭素-水素(C-H)結合の活性化と、その反応機構の解明、さらに官能基化について検討した。
2価のイリジウムにより構成される新規錯体(Cp^*Ir)_2(μ-dmpm)(μ-H)_2[dmpm=ビス(ジメチルホスフィノ)メタン]の合成に成功し、本錯体によるベンゼン、ピリジン、シクロペンテン等のC-H活性化が容易に起こることを明らかにした。得られた新規錯体の分子構造をX線結構解析により明らかにし、二核錯体が与える反応場の機能性について大きな知見を得た。本活性化反応は室温条件で定量的に進行するものであり、これは本研究者が従来ジカチオンイリジウム二核錯体を用いて明らかにしてきたC-H活性化反応に比べ、反応速度と収率の点で大幅な改善が達成された。
次に、上記のベンゼンのC-H活性化の反応機構を解明するため、温度可変NMRによる反応追跡を行い、イリジウム二核活性種[(Cp^*Ir)_2(μ-dmpm)(μ-H)]^+を経てC-H活性化が進行することを明らかにした。
さらに、本二核錯体とジヒドロフランとの反応では、C-H活性化と炭素-酸素(C-O)結合活性化が連続的に進行し、新規ビニリデン架橋二核錯体が生成することも明らかにした。
なお、本研究で得た成果は2編の学術論文として投稿準備中である。