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リンカー骨格で構造規定された遷移金属ー典型元素ハイブリッド型感応性化学種の創製

Publicly Offered Research

Project AreaStimuli-responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules
Project/Area Number 15H00928
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

桑田 繁樹  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (10292781)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords感応性化学種 / 遷移金属錯体 / 小分子変換 / 均一系触媒 / 合成化学 / 触媒・化学プロセス / エネルギー効率化 / 有機工業化学
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ルイス酸性を示す後周期遷移金属と、求核性をもつ典型元素ヒドリド種から構成されるFrustrated Lewis pair型の感応性化学種の合成と、新しい反応様式での小分子の化学変換や触媒反応への応用を目的とした。
本年度はまず、前年度に合成した、リンカー部位と典型元素ヒドリド部位をあわせもつビス(アザキサンテニル)シラン(axSi)への後周期遷移金属の取り込みを系統的に検討した。その結果、ロジウムとヒドロシラン部位が2つのax基で連結された金属錯体を得ることができた。錯体は1H NMRおよび単結晶X線構造解析によって同定した。ロジウムとケイ素の間の距離は約4.4オングストロームであり直接の結合は認められない。また1H NMRスペクトルでもロジウム側を向いたケイ素上のヒドリド水素とロジウムの間の相関は観測されず、想定したFrustrated Lewis pair型の構造が構築できたことがわかった。
この錯体は窒素、二酸化炭素などの不活性小分子と反応しなかった。これは、錯体に含まれる16電子平面四配位構造をもつロジウムの配位不飽和性が小さいためと考察した。また、ロジウム以外の種々の金属種に対するaxSiの配位挙動や、ケイ素の代わりにホウ素をもつaxBの合成も検討したが、生成物の単離同定には至らなかった。
一方、axと類似の構造をもつ新しいリンカー部位の設計開発の過程で、遷移金属と典型元素プロトン種が分子内で直接の結合をもたず固定された新しい金属錯体を得ることができた。すなわち、8-ホスフィノイソキノリン類が、ルテニウムおよびイリジウム錯体と反応し、C-H結合の切断をともなって、P-Cキレート型のプロティックピリジリデン錯体を与えることを見出した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Stereoselective Synthesis of Chloride-Phosphine Ruthenium Complexes Bearing a Pyrazole-Based Protic Tripodal Amine Ligand2017

    • Author(s)
      Hiroaki Yamagishi, Hiroyuki Konuma, and Shigeki Kuwata
    • Journal Title

      Polyhedron

      Volume: 125 Pages: 173-178

    • DOI

      10.1016/j.poly.2016.11.037

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [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
  • [Journal Article] Protic Ruthenium Tris(pyrazol-3-ylmethyl)amine Complexes Featuring a Hydrogen-Bonding Network in the Second Coordination Sphere2015

    • Author(s)
      Hiroaki Yamagishi, Shohei Nabeya, Takao Ikariya, and Shigeki Kuwata
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 54 Issue: 24 Pages: 11584-11586

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b02044

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プロティックなピリジリデン配位子をもつイリジウムおよびルテニウム錯体の合成2017

    • Author(s)
      澤崎鷹、榧木啓人、桑田繁樹
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and reactions of multiproton-responsive complexes bearing pyrazole and N-Heterocyclic carbene arms2016

    • Author(s)
      Shigeki Kuwata
    • Organizer
      27th International Conference on Organometallic Chemistry
    • Place of Presentation
      Melbourne
    • Year and Date
      2016-07-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 桑田研究室ホームページ

    • URL

      http://www.apc.titech.ac.jp/%7Eskuwata/index.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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