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2016 Fiscal Year Annual Research Report

窒素分子及び水素分子の新しい変換反応の開発

Planned Research

Project AreaPrecise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions
Project/Area Number 15H05798
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

西林 仁昭  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40282579)

Project Period (FY) 2015-06-29 – 2020-03-31
Keywords含窒素有機化合物 / 窒素分子 / 水素分子 / モリブデン / ルテニウム
Outline of Annual Research Achievements

窒素分子からの直接的な含窒素有機化合物の触媒的合成反応の開発を目標として、鍵中間体であるモリブデン―ニトリド錯体の反応性について詳細な検討を行った。特に炭素求電子試薬を用いた化学量論反応を行い、ニトリド配位子部分との窒素―炭素結合生成反応について興味深い知見を得ることに成功した。モリブデン窒素錯体の反応性に加えて、鉄窒素錯体及びコバルト窒素錯体の触媒能を詳細に検討した結果、これらの錯体が触媒的アンモニア及びヒドラジン生成反応に触媒能を有することを明らかにした。更に、水素分子のプロトンと電子への触媒的変換反応の開発に関して、嵩高い置換基を有する硫黄架橋二核ルテニウム錯体の設計・合成を行い、特異な触媒能の検証を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

提案した研究目標達成に向けて、興味深い研究成果が得られている。特に、触媒的アンモニア生成反応ついても、触媒的水素酸化反応についても、新しい知見を見出した。

Strategy for Future Research Activity

これまでに達成した知見を踏まえて、以下の研究計画に基づいて研究を推進させる。
・モリブデンニトリド錯体の化学量論反応の検討による新規触媒反応の開発の試み:触媒的アンモニア生成反応において特異な触媒能の示すことを見出しているPNP型ピンサー配位子を持つモリブデンニトリド錯体について、アルキンやアルケン等に代表される不飽和化合物に対する化学量論的な反応性について詳細な検討を行い、触媒的変換反応へと展開を試みる。
・窒素分子と水素分子及び水分子とからの触媒的アンモニア合成反応の開発:窒素分子と水素分子とからの触媒的アンモニア合成反応の開発に昨年度に引き続き取り組む。
・硫黄架橋2核鉄錯体を用いた水素分子の触媒的酸化反応の開発:より効率的な硫黄架橋2核ルテニウム錯体の開発に昨年度に引き続き取り組む。

  • Research Products

    (34 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 10 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 23 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Visible Light-Mediated Aromatic Substitution Reactions of Cyanoarenes with 4-Alkyl-1,4-dihydropyridines via Dual Carbon-Carbon Bonds Cleavage2016

    • Author(s)
      K. Nakajima, S. Nojima, K. Sakata, Y. Nishibayashi
    • Journal Title

      ChemCatChem

      Volume: 8 Pages: 1028-1032

    • DOI

      10.1002/cctc.201600037

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Construction of Chiral Tri- and Tetra-arylmethanes Bearing Quaternary Carbon by Using Copper-Catalyzed Enantioselective Propargylation of Indoles with Propargylic Esters2016

    • Author(s)
      K. Tsuchida, Y. Senda, K. Nakajima, Y. Nishibayashi
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Pages: 9728-9732

    • DOI

      10.1002/anie.201604182

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Catalytic Transformation of Dinitrogen into Ammonia and Hydrazine by Iron-Dinitrogen Complexes Bearing Pincer Ligand2016

    • Author(s)
      S. Kuriyama, K. Arashiba, K. Nakajima, Y. Matsuo, H. Tanaka, K. Ishii, K. Yoshizawa, Y. Nishibayashi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 7 Pages: 12181

    • DOI

      10.1038/ncomms12181

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct Transformation of Molecular Dinitrogen into Ammonia Catalyzed by Cobalt Dinitrogen Complexes Bearing Anionic PNP Pincer Ligands2016

    • Author(s)
      S. Kuriyama, K. Arashiba, H. Tanaka, Y. Matsuo, K. Nakajima, K. Yoshizawa, Y. Nishibayashi
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Pages: 14291-14295

    • DOI

      10.1002/anie.201606090

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Azaferrocene-Based PNP-Type Pincer Ligand: Synthesis of Molybdenum, Chromium, and Iron Complexes and Reactivity toward Nitrogen Fixation2016

    • Author(s)
      S. Kuriyama, K. Arashiba, K. Nakajima, H. Tanaka, K. Yoshizawa, Y. Nishibayashi
    • Journal Title

      Eur. J. Inorg. Chem.

      Volume: 2016 Pages: 4856-4861

    • DOI

      10.1002/ejic.201601051

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Iron-Catalyzed [2+2+2] Cycloaddition Reactions of Diynes with Oxyphosphaethynes to Construct 2-Phosphaphenol Derivatives2016

    • Author(s)
      K. Nakajima, W. Liang, Y. Nishibayashi
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 18 Pages: 5006-5009

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.6b02462

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Nickel- and Photoredox-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Aryl Halides with 4-Alkyl-1,4-dihydropyridines as Visible Light-Mediated Formal Nucleophilic Alkylation Reagents2016

    • Author(s)
      K. Nakajima, S. Nojima, Y. Nishibayashi
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Pages: 14106-14110

    • DOI

      10.1002/anie.201606513

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthetic Utilization of α-Aminoalkyl Radicals and Related Species in Visible Light Photoredox Catalysis2016

    • Author(s)
      K. Nakajima, Y. Miyake, Y. Nishibayashi
    • Journal Title

      Acc. Chem. Res.

      Volume: 49 Pages: 1946-1956

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.6b00251

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Interplay between Theory and Experiment for Ammonia Synthesis Catalyzed by Transition Metal Complexes2016

    • Author(s)
      H. Tanaka, Y. Nishibayashi, K. Yoshizawa
    • Journal Title

      Acc. Chem. Res.

      Volume: 49 Pages: 987-995

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.6b00033

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Catalytic Dinitrogen Fixation to Form Ammonia at Ambient Reaction Conditions Using Transition Metal-Dinitrogen Complexes2016

    • Author(s)
      Y. Tanabe, Y. Nishibayashi
    • Journal Title

      Chemical Record

      Volume: 16 Pages: 1549-1577

    • DOI

      10.1002/tcr.201600025

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Synthesis of 1,3-Azaphosphole Derivatives Based on Copper-Catalyzed [3+2] Cycloaddition Reactions of Phosphaalkynes with Isocyanides2017

    • Author(s)
      Wenbin Liang, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-18 – 2017-03-18
    • Invited
  • [Presentation] Photoredox Catalysis Based on C-C Bond Cleavage of 4-Alkyl-1,4-dihydropyridines2017

    • Author(s)
      Kazunari Nakajima, Sunao Nojima, Ken Sakata, Yoshiaki Nishibayashi
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-17
    • Invited
  • [Presentation] ピロール骨格PNP型ピンサー配位子を持つ鉄錯体を触媒として利用するホウ素化反応2017

    • Author(s)
      加藤孟、中島一成、西林仁昭
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • Invited
  • [Presentation] 水をプロトン源として利用した温和な条件下での窒素分子からのアンモニアへの変換反応2017

    • Author(s)
      田辺資明、荒芝和也、中島一成、西林仁昭
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • Invited
  • [Presentation] 直接的な窒素-窒素三重結合の切断を経由する触媒的なアンモニア生成反応2017

    • Author(s)
      荒芝和也、永澤彩、中島一成、西林仁昭
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • Invited
  • [Presentation] 直接的な窒素-窒素三重結合の切断を伴う触媒的アンモニア生成反応の開発: PNP配位子の置換基効果2017

    • Author(s)
      森一輝、荒芝和也、永澤彩、中島一成、西林仁昭
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • Invited
  • [Presentation] PCP配位子を有するモリブデン錯体を用いた直接的な窒素-窒素三重結合の切断を伴う触媒的アンモニア合成反応2017

    • Author(s)
      永澤彩、荒芝和也、中島一成、西林仁昭
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • Invited
  • [Presentation] PNP型ピンサー配位子を有する鉄錯体による窒素固定反応に関する理論的研究2017

    • Author(s)
      田中宏昌、松尾裕樹、栗山翔吾、荒芝和也、中島一成、西林仁昭、吉澤一成
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • Invited
  • [Presentation] ピロール骨格PNP型ピンサー型配位子を有する鉄窒素錯体の修飾および窒素固定反応における触媒活性2017

    • Author(s)
      関口義也、永澤彩、中島一成、西林仁昭
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • Invited
  • [Presentation] 種々のチオラート配位子を有する二核ルテニウム錯体を触媒とする水中での水素酸化反応2017

    • Author(s)
      結城雅弘、中島一成、西林仁昭
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • Invited
  • [Presentation] 遷移金属窒素錯体を用いた触媒的窒素固定反応の開発2017

    • Author(s)
      西林仁昭
    • Organizer
      近畿化学協会有機金属部会第4回例会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-01-27 – 2017-01-27
    • Invited
  • [Presentation] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2016

    • Author(s)
      西林仁昭
    • Organizer
      東京農工大学大学院工学研究科講演会(東京農工大学大学院工学研究科応用化学専攻主催)
    • Place of Presentation
      東京農工大学(東京都府中市)
    • Year and Date
      2016-11-30 – 2016-11-30
    • Invited
  • [Presentation] 地球環境を救うアンモニア産業革2016

    • Author(s)
      西林仁昭
    • Organizer
      科学技術フォーラム研究交流会(読売新聞社主催)
    • Place of Presentation
      読売新聞東京本社(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2016-11-11 – 2016-11-11
    • Invited
  • [Presentation] Photoredox-Catalyzed Synthetic Utilization of 4-Alkyl-1,4-dihydropyridines as Alkylation Reagents2016

    • Author(s)
      Kazunari Nakajima, Sunao Nojima, Ken Sakata, Yoshiaki Nishibayashi
    • Organizer
      第63回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-09-15 – 2016-09-15
    • Invited
  • [Presentation] Theoretical Study on Nitrogen Fixation Catalyzed by Dinitrogen-Bridged Dimolybdenum Complexes Bearing PCP-Pincer Ligands2016

    • Author(s)
      Hiromasa Tanaka, Yuki Matsuo, Aya Eizawa, Kazuya Arashiba, Shogo Kuriyama, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi, Kazunari Yoshizawa
    • Organizer
      第63回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-09-15 – 2016-09-15
    • Invited
  • [Presentation] 鉄触媒を用いた[2+2+2]環化付加反応によるホスファフェノール誘導体の合成2016

    • Author(s)
      Wenbin Liang, 中島一成、西林仁昭
    • Organizer
      第63回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-09-15 – 2016-09-15
    • Invited
  • [Presentation] Molybdenum-Catalyzed Reduction of Molecular Dinitrogen into Ammonia under Ambient Conditions2016

    • Author(s)
      西林仁昭
    • Organizer
      The First Japan-Australia Joint Symposium on Coordination Chemistry
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-09-09 – 2016-09-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2016

    • Author(s)
      西林仁昭
    • Organizer
      長崎大学講演会(長崎大学大学院工学研究科物質科学部門主催)
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2016-07-29 – 2016-07-29
    • Invited
  • [Presentation] Transition Metal-Catalyzed Reduction of Molecular Dinitrogen into Ammonia under Ambient Conditions2016

    • Author(s)
      西林仁昭
    • Organizer
      The 20th International Symposium on Homogeneous Catalysis
    • Place of Presentation
      京都テラス(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-07-17 – 2016-07-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2016

    • Author(s)
      西林仁昭
    • Organizer
      奈良女子大学講演会(奈良女子大学理学部化学科主催)
    • Place of Presentation
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • Year and Date
      2016-06-29 – 2016-06-29
    • Invited
  • [Presentation] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2016

    • Author(s)
      西林仁昭
    • Organizer
      平成28年度研究会(名古屋工業大学主催)
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知名古屋市)
    • Year and Date
      2016-06-09 – 2016-06-09
    • Invited
  • [Presentation] 触媒的プロパルギル位置換反応の開発と不斉反応への応用2016

    • Author(s)
      西林仁昭
    • Organizer
      第109回有機合成化学シンポジウム2016年春
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-06-08 – 2016-06-08
    • Invited
  • [Presentation] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2016

    • Author(s)
      西林仁昭
    • Organizer
      応用化学科談話会(東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻主催)
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-04-02 – 2016-04-02
    • Invited
  • [Remarks] 東京大学大学院工学系研究科 システム創成学専攻 西林研究室

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/nishiba/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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