所望のヒドリド中間錯体構築を突破口とした水素化反応の環境負荷低減化
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20K05536
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
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| Research Institution | Fukushima University |
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Principal Investigator |
大山 大 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (20292451)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 金属錯体化学 / 合成化学 / 再生可能エネルギー / 水素 |
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| Outline of Research at the Start |
化石資源に依存しない水素社会の実現に向け，水素に関する直接的・間接的な利活用技術の開発が急務である。本研究では，金属上に構築した３種類の水素化物（＝ヒドリド）を含む化合物，すなわち金属ヒドリド，有機ヒドリド，および金属・有機複合ヒドリドを移動水素化反応の鍵中間体と捉え，各ヒドリドの生成機構，ヒドリド間の性質や反応性の相違，不飽和結合を有する基質の水素化に対する適性を明らかにする。さらに，再生可能な水素ドナーを利用した反応系に展開し，移動水素化反応を環境適合性の高い持続循環型へ転換する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
移動水素化反応を環境適合性の高い持続循環型へと転換するため，環境負荷の低い水素ドナーを用いた高性能ヒドリド供与化合物を創成することを目的とし，中心金属ルテニウムにヒドリドが直接結合した金属ヒドリド化合物に加え，今年度はルテニウム錯体に含まれる有機配位子上に構築される有機ヒドリドが同時に形成した金属・有機ハイブリッド型ヒドリド錯体に関する研究を中心に実施した。
これまで軸配位子としてトリフェニルホスフィン（PPh3）を用いてきたが，中心金属周りの電子状態および立体的なスペースの相違を考慮し，新たにトリシクロヘキシルホスフィン（PCy3）を軸配位子とした一連のルテニウム錯体の合成を行った。その結果，PCy3錯体においても金属ヒドリド錯体の合成に成功した。さらに，この金属ヒドリド錯体を出発物質とすることにより，PCy3を軸配位子にもつ金属・有機ハイブリッド型ヒドリド錯体の合成に成功した。これら合成したヒドリド錯体についてX線構造解析を行い，所望の分子構造であることを確認した。
金属・有機ハイブリッド型ヒドリド錯体の反応性に与える軸配位子の影響を検討するため，それぞれの錯体溶液を室内灯下で放置したところ，PPh3錯体では変化しなかったのに対し，PCy3錯体では徐々に溶液の色が変化し，最終的に金属ヒドリド錯体のスペクトルと一致した。暗所ではいずれの錯体も反応しなかったことを考慮すると，PCy3錯体は光に対して活性が高いことが示唆された。有機ヒドリド部位からどのような形で水素（ヒドリド）が放出されるのかは明らかにできなかったが，水素分子の生成または基質へのヒドリド供与のいずれかが可能である。以上より，水素ガスを一切使用しない水素化反応について，量論反応から触媒反応へ展開可能となる成果が得られた。
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Report
(4 results)
Research Products
(43 results)
