2020 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative Synthesis of Amines from Ammonia as Nitrogen Source
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18K19070
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
桑田 繁樹 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (10292781)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | アンモニア / アミン / 均一系触媒 / 金属ー配位子協奏機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、金属とそれをとりまく配位子が協働的に作用する「協奏機能触媒」を用いて、基幹化成品であるアンモニアから付加価値の高いアミン類へと直接変換する新規触媒反応プロセスの開発を目的とするものである。ルイス酸性金属中心ーブレンステッド塩基性配位子の協働によるアンモニアのNH結合切断の実現に向け、新たな機能性配位子の開発、ならびにアンモニアおよび関連化合物の変換に取り組んだ。
その結果、イリジウムアミド触媒とアンモニアが反応して、無置換アミド(NH2)種が生じること、さらにこれが高い求核性を示し、フルオロアレーン部位に対する分子内求核置換反応を起こすことを見いだした。分子間触媒反応への展開には至らなかったものの、ルイス酸性金属中心ーブレンステッド塩基性配位子が協働してアンモニアを活性化、変換することを実証した成果である。
また、ルイス酸性金属中心に配位したアンモニアを脱プロトン化する配位子として、アミド配位子だけでなく、ピラゾラト、2-キノリル、オキシマトなど、金属遠隔位にブレンステッド塩基点をもつ様々な配位子を開発し、その塩基性度を評価した。
さらに、アンモニアを直接の基質に用いる反応ではないものの、ギ酸アンモニウムを窒素源とするカルボニル化合物の触媒的アミノ化反応に対してイリジウム錯体が有効であることを明らかにした。
一連の結果は、協奏機能触媒を用いるアンモニアの活性化の実証例であるとともに、触媒反応開発のための基礎的知見を与えるものである。
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