Regulation of transition states and improvement of efficiency for substrate oxidation reactions by high-valent metal-oxo complexes

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01947
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Kojima Takahiko 筑波大学, 数理物質系, 教授 (20264012)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ルテニウム－オキソ錯体 / プロトン共役電子移動 / 遷移状態制御 / 溶媒効果 / 電子移動特性

Outline of Final Research Achievements

Reactivity of Ru(IV)=O complexes, which are prepared by proton-coupled oxidation of Ru(II)-aqua complexes, in the oxidation of organic compounds has been scrutinized. Impacts of hydrogen bonding between the oxo ligand of a Ru(IV)=O complex and amide N-H protons on the reactivity have been scrutinized to reveal that the hydrogen bonding regulates transition states of alkene epoxidation to enhance the reaction.

Free Research Field

錯体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

豊富な天然資源から有用な有機化合物を、高効率かつ高選択的に生成させるための方策として、金属錯体触媒による基質酸化反応が盛んに研究されている。その中で、金属錯体の第2配位圏による反応制御は、金属酵素にも見られる重要な方策として注目されている。本研究の成果は、第2配位圏における水素結合が、高原子価オキソ錯体の反応性の向上を可能にする要因となることを明らかにした点で重要である。また、Ru(IV)=O錯体のC-H酸化反応性と電子移動特性の相関に関する新たな知見は、今後の金属錯体によるC-H酸化反応の遷移状態制御を考える上で重要な礎となる。