Development of Molecular Transformation Mediated by Multinuclear Complexes of Low-Valent First-Row Transition Metals

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05527
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Tsubasa Hatanaka 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (80595330)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 小分子活性化 / 第一遷移系列元素 / 多核錯体 / 低原子価 / 窒素分子活性化 / 酸素分子活性化 / C-H結合活性化

Outline of Final Research Achievements

We synthesized iron and cobalt complexes with metallocene bisamido ligands and further reduced them to generate low-valent complexes. The complexes exhibited high reactivity and were found to catalyze dinitrogen fixation reactions. In study using macrocyclic ligands, we achieved dioxygen activation and subsequent oxidation reactions of organic substrates in a stepwise manner by employing our original dinuclear iron or copper complexes. Additionally, iron complexes incorporating carboxylate ligands were able to replicate the structure of natural non-heme iron oxidases with very high precision.

Free Research Field

錯体化学、有機金属化学、生物無機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では新奇性の高い配位子を用いて力量のある錯体合成を行うことで、既存の錯体分子とは大きく異なる立体構造および電子構造を持つ反応活性な多核錯体を数多く得ることができた。また、それらの錯体の性質や反応性を詳細に明らかにしており、他の研究者が第一遷移系列錯体に関する研究を今後展開していく上で重要な指針となることが期待される。今回得られた第一遷移系列多核錯体による小分子変換反応に関する知見は、天然で行われている同様の反応の機構を理解するのに役立つほか、社会的にインパクトのある有益な触媒開発の足掛かりにもなりうる。