2020 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis and Reactivity of Coordinatively Unsaturated Transition Metal Carbide Clusters
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20H02758
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
竹本 真 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20347511)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | カーバイド / クラスター / Fischer-Tropsh / ニトロゲナーゼ / ルテニウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、C1配位子を有する二核ルテニウム錯体への金属導入反応を基盤として、触媒活性種モデルとしての分子性反応場となるカーバイド クラスターを創成する。本研究では、(1) 新規なルテニウムカーバイドクラスターの合成、(2) カーバイド配位子を炭素源とする炭素鎖生成反 応、(3) 硫黄配位子・硫黄クラスターの導入による FeMo-co モデルの開発、の3つのテーマを並行して推進している。
(1) 新規なルテニウムカーバイドクラスターの合成 : 昨年度までに、嵩高いシクロペンタジエニル配位子を有する二核ルテニウムメチレン錯体の合成を達成した。
(2) カーバイド配位子を炭素源とする炭素鎖生成反応の開発 : 昨年度までに、2分子の二核ルテニウムメチリジン錯体が2つのパラジウム原 子を挟んだサンドイッチ構造をもつRu4Pd2異種六核メチリジンクラスターを合成した。さらに、このクラスターの1つのパラジウム上にメチレ ン等価体であるイリド配位子を導入した化合物の合成にも成功した。
(3) 硫黄配位子・硫黄クラスターの導入による FeMo-co モデルの開発 : 昨年度の研究では、二核ルテニウムメチレン錯体への硫黄配位子の導 入により、メチレン配位子を有する四核ルテニウム硫黄クラスターを合成し、さらに、そのクラスターからキュバン型構造の1つの頂点に炭素 配位子(C2H2)を有するRu4S3(C2H2)クラスターが得られることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、C1配位子を有する二核ルテニウム錯体への金属導入反応を基盤として、触媒活性種モデルとしての分子性反応場となるカーバイド クラスターを創成する。本研究では、(1) 新規なルテニウムカーバイドクラスターの合成、(2) カーバイド配位子を炭素源とする炭素鎖生成反 応、(3) 硫黄配位子・硫黄クラスターの導入による FeMo-co モデルの開発、の3つのテーマを並行して推進している。
研究実績の概要で述べたように、これら3つのテーマのそれぞれについて研究目的に適った興味深い成果が得られた。そのため、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き、(1) 新規なルテニウムカーバイドクラスターの合成、(2) カーバイド配位子を炭素源とする炭素鎖生成反 応、(3) 硫黄配位子・硫黄クラスターの導入による FeMo-co モデルの開発、の3つのテーマを並行して推進する。
(1) 新規なルテニウムカーバイドクラスターの合成 : 昨年度までに合成した嵩高いシクロペンタジエニル配位子を有する二核ルテニウムメチレン錯体をカーバイド錯体へと誘導し、その構造をX線構造解析により解明するとともに、表面カーバイドの モデルとしての反応性を開拓する。
(2) カーバイド配位子を炭素源とする炭素鎖生成反応の開発 : 昨年度までに合成したサンドイッチ型Ru4Pd2異種六核メチリジンクラスターからのカーバイドクラスターの合成を検討 するとともに、C1 + C1 結合生成反応と引き続く水素化反応を調査し、これらの C1 ユニットからアルキリジンなどの炭素鎖を生成するプロセ スを明らかにする。分子性クラスターの利点を活かして、生成物および中間体の構造を詳細に解明するとともに、DFT 計算と同位体(2H, 13C) 標識実験を組み合わせて反応機構を明らかにする。
(3) 硫黄配位子・硫黄クラスターの導入による FeMo-co モデルの開発 : 昨年度の研究では、二核ルテニウムメチレン錯体への硫黄配位子の導入により、メチレン配位子を有する四核ルテニウム硫黄クラスターを合成し、さらに、そのクラスターからキュバン型構造の1つの頂点に炭素 配位子(C2H2)を有するRu4S3(C2H2)クラスターが得られることを見出した。本年度は、このクラスターの反応性を中心とした性質を解明すると ともに、これらの知見を活かして同様の構造を有するキュバン型鉄硫黄炭素クラスターの合成に向けた検討を開始する。
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Research Products
(1 results)
