2021 Fiscal Year Annual Research Report
Catalytic Diborylation of Polar Unsaturated Compounds via Metal-Ligand Cooperative B-B Bond Cleavage
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20J22456
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
東 拓也 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 金属配位子協働作用 / C-H活性化 / 炭化水素 / イリジウム / ヒドロシラン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度において、当研究員は更に世の中にありふれている炭化水素類の変換に着目し、金属配位子協働作用を用いたC-H結合の切断に挑戦した。まず、シクロペンタジエノンイリジウム(I)錯体を合成しニトロメタンとの反応を試みたところ、金属上にニトロメチル基を、配位子上にプロトンを持つヒドロキシシクロペンタジエニルイリジウム(III)ニトロメチル錯体が得られた。この結果は、金属中心の二電子酸化を伴いながらC-H結合をC-とH+へ不均等に切断するこれまでにない形式によるC-H結合開裂反応、「金属配位子協働的C-H結合不均等酸化的付加」が進行したことを示す。更に本素反応を触媒的炭化水素類のH/D交換反応へ応用し、合成した錯体はメタンやヘキサン等の単純アルカン類のC-H結合をも切断することを示した。本発見は、炭化水素類を有用有機化合物へ変換する新たな一手を提案し、今後さらなる有機合成化学分野への展開が期待される。本研究成果はJ. Am. Chem. Soc.誌へ掲載された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究開始当初は、ジボロンやヒドロボランのようなホウ素化合物と錯体の反応性の調査を目的としていた。しかしながら、合成した錯体はボラン類に留まらず炭化水素のC-H結合に対しても高い反応性を得られることが判明した。更に詳細な機構解析を行うことで、当反応がこれまで報告されてきたC-H活性化法と異なる形式で進行することが明らかになり、当初予測しえなかった合成化学的な広がりを得る結果となった。以上の理由より(1)当初の計画以上に進展している。と評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまでに得られた知見を応用することで、更に高難度であると考えられるC-C結合開裂に挑戦する。その目的のために、シクロペンタジエノン配位子を持つ低原子価ジルコニウム錯体を新たに合成する。合成完了後、極性の高いC-C結合や単純炭化水素のC-C結合などとの反応を試みる。
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