2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of highly efficient non-precious metal catalysts by low-spin design of iron and other 3d metals.
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18H01980
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
永島 英夫 九州大学, グリーンテクノロジー研究教育センター, 特任教授 (50159076)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田原 淳士 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50713145)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 3d遷移金属 / 均一系触媒 / 有機・高分子合成 / 低スピン設計 / ヒドロシリル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、均一系触媒反応の元素戦略の一環として、「錯体の幾何構造と配位子を適切に設計し、すべての触媒活性種を低スピン状態に制御する」という考え方を、錯体化学、有機合成化学、計算科学、機能分子開発の4段階で具現化し、貴金属触媒代替反応を鉄および3d金属触媒反応で実現する。２０１８年度に、イソシアニドを配位子とした低スピン鉄、コバルト錯体の合成、解析、素反応過程の解明と、不飽和化合物の触媒的ヒドロシリル化反応と水素化を達成した。２０１９年度は、低スピン鉄、コバルトーイソシアニド活性種を、新規で構造が明確な鉄、コバルトアルコキシド錯体を前駆体に用いたアルケンのヒドロシリル化反応を実現するとともに、触媒的ヒドロシリル化について、鉄、コバルトから、マンガン、ニッケル触媒に拡張した。２０２０年度は、触媒活性種の低スピン設計の代表例である一酸化炭素またはイソシアニドを配位子とするコバルト錯体のアルケンのヒドロシリル化触媒の反応機構を計算科学で明らかにし、実験と計算結果を比較検討した。とくに、コバルトカルボニル触媒を用いるヒドロシリル化反応の機構論争に重要な示唆を与える結果を得た。3d金属と比較検討するため、貴金属であるロジウム触媒を用いる水中での不斉ラジカル付加反応の鉄や銅触媒との比較検討をおこなったほか、イリジウムの触媒機能を開拓し、ホール輸送機能を持つエナミンの合成法の確立、高効率的カルボニル還元反応の開発を行うとともに、イリジウムの3d金属代替についての可能性を検討した。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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