2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Carbon Dioxide Fixation Reactions
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17H06143
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岩澤 伸治 東京工業大学, 理学院, 教授 (40168563)
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2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | 有機合成化学 / 二酸化炭素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エチレンと二酸化炭素を用いる触媒的アクリル酸合成反応の検討を行っている際、光エネルギーを利用する還元手法を本系に適用したところ、新たにメチルマロン酸が触媒的に得られることを見出した。種々反応条件の検討を行った結果、N上にホスフィノメチル基の置換したNHC配位子を持つニッケル触媒、およびイリジウム光酸化還元触媒を用い、電子源としてアミン、塩基として炭酸セシウムを添加し、エチレン/二酸化炭素雰囲気下でLEDを用いて395nmの光照射を行うことで、メチルマロン酸塩が触媒回転数26で得られることを見出した。また反応機構について知見を得るため、各種中間体を合成・単離しその反応性を精査した結果、5員環ニッケララクトンの4員環ニッケララクトンへの異性化過程、および4員環ニッケララクトンへの二酸化炭素の挿入過程が光照射により大巾に促進されていることを明らかとすることができた。さらに理論科学計算によりこの反応促進効果が励起状態での構造変化に起因することを示唆する結果を得ることができた。これまで化学量論反応としてメチルマロン酸を得る反応は数例報告があったが、触媒反応の報告例はなく、これを初めて達成した反応として非常に興味深い成果である。
6,6”-ビスホスフィノ-2,2’:6’,6”-ターピリジンを多座配位子として用いる、異種金属－金属結合を持つ錯体の合成とその利用に関しては、継続して多様な異種金属の組み合わせについて広範な検討を行い、汎用的な異種金属－金属結合を持つ錯体の合成法として確立することができた。また、これら錯体を用いてさまざまな反応の検討を行った結果、比較的例の少ない、単一の錯体触媒を用いる二酸化炭素の光還元反応に高活性を示す触媒系を見出すことに成功した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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