2017 Fiscal Year Annual Research Report
Highly efficient catalysts for the activation of inert substrates with the assist of synergetic interaction between base metal and metalloid
| Project/Area Number |
15K21222
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
田原 淳士 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (50713145)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 鉄 / ケイ素 / アルケンの水素化 / アルケンのヒドロシリル化 / 計算科学 / σ-CAM |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、鉄・コバルト・マンガンといった第一周期遷移金属に代表される卑金属と、ケイ素やホウ素、亜鉛、アルミニウムといった半金属との相互作用を利用した貴金属代替触媒の開発を目的としている。昨年度までに、ジシラメタラサイクル骨格を有する鉄錯体を用いて、アルケンの水素化が常温常圧で達成されること、ならびに反応機構研究において、水素分子の水素-水素結合が、金属中心上ではなく金属-ケイ素結合上で低エネルギーで活性化され得ることが計算科学によって示された。本年度は、当該触媒の熱的安定性向上を目指し、支持配位子を一酸化炭素(CO)からイソシアニド(CNR)へと変化した新規鉄錯体を合成し、アルケンの水素化を検討したところ、以前に比べ熱安定性が向上し、単純アルケンについてより低触媒濃度で水素化を行うことに成功したほか、立体的に込み合った配向基を持たない四置換アルケンについても鉄触媒による水素化を達成した。計算科学を用いた反応機構の解明により、先行研究同様、金属-ケイ素結合の協同作用によって水素-水素結合が活性化されることを見出したほか、立体的にかさ高い四置換アルケンの水素化においては、支持配位子がイソシアニドであることによって、金属周りの立体障害が緩和され、アルケンの接近を有利にしている可能性が示された。これらの成果は米国化学会誌(JACS)にて発表されたほか、有機金属化学討論会での口頭発表に選定されるなど、国内外の学会にて広く発信した。
|
