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2012 Fiscal Year Annual Research Report

高原子価オキソ金属錯体の反応性と反応選択性を制御する分子機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22350030
Research Institution大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)

Principal Investigator

藤井 浩  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 准教授 (80228957)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywordsオキソ錯体 / 配位子効果 / 反応性 / マンガン錯体 / ヨードソアレン / 電子吸引性効果
Research Abstract

これまでの研究で解明した軸配位子が鉄4価オキソポルフィリンπカチオンラジカル(compound-I)錯体の反応性を制御する機構が、ヘムの配位子効果に対して適応できるかをヘムの電子吸引性効果を利用して検証した。ヘムのメソ位の置換基を2-クロロ-6-メチルフェニル基、2,6-ジクロロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基に変化させ、それぞれからcompound-I錯体を合成した。シクロオクテンとの反応性を調べた結果、エポキシ化反応の反応性が電子吸引性の増加に伴い著しく増加することがわかった。さらにテトラリンの水酸化反応を検討した結果、水酸化反応もエポキシ化反応同様に反応性が増加することが明らかとなった。ところが生成する水酸化生成物を分析すると、電子吸引性の増加に伴い反応部位がベンジル位からフェニル位に変化するという興味深い結果を得ることができた。反応性の上昇機構を解明するため、compound-I錯体と鉄3価ヘム錯体の酸化電位を調べた。その結果、軸配位子の場合と異なり、ヘムの電子吸引性効果はcompound-I錯体と鉄3価ヘム錯体の両状態ともに変化させることが明らかとなった。この結果は、ヘムの反応性に及ぼす機構が軸配位子の場合と異なることを示唆した。
マンガンサレン錯体に対する酸化剤の効果も研究した。ヨードソアレンの芳香環の電子吸引性効果や立体的効果が反応性に及ぼす効果を様々なヨードソアレンを合成し研究した。また、ヨードソアレン付加体の対アニオンが反応性に及ぼす効果も安息香酸イオン、p-トルエンスルホン酸イオンなどを用いて研究した。その結果、ヨードソアレンの芳香環の電子吸引性の増加や対アニオンのpK値の低下により反応性が増加することが明らかとなった。他の酸化剤としてメタクロロ過安息香酸や次亜塩素酸についても検討を行った。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2013 2012

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Unique Ligand Radical Character of an Activated Cobalt Salen Catalyst that is Generated by Aerobic Oxidation of a Cobalt(II) Salen Complex2013

    • Author(s)
      Takuya Kurahashi
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 52 Pages: 3908-3919

    • DOI

      10.1021/ic302677f

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparative Spectroscopic Studies of Iron(III) and Manganese(III) Salen Complexes Having a Weakly-Coordinating Triflate Axial Ligand2012

    • Author(s)
      Takuya Kurahashi and Hiroshi Fujii
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn

      Volume: 85 Pages: 940-947. (BCSJ Award Article)

    • DOI

      DOI: 10.1246/bcsj.20120146

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Effect of the Axial Ligand on the Reactivity of the Oxoiron(IV) Porphyrin π-Cation Radical Complex: Higher Stabilization of the Product State Relative to the Reactant State2012

    • Author(s)
      Akihiro Takahashi, Daisuke Yamaki, Kenichiro Ikemura, Takuya Kurahashi, Takashi Ogura, Masahiko Hada, and Hiroshi Fujii
    • Journal Title

      Inorg. Chem

      Volume: 51 Pages: 7296-7305

    • DOI

      DOI:10.1021/ic3006597

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of Iron(III) Meso-Chloro-Isoporphyrin as a Reactive Chlorinating Agent from Oxoiron(IV) Porphyrin π-Cation Radical2012

    • Author(s)
      Zhiqi Cong, Takuya Kurahashi, and Hiroshi Fujii
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 134 Pages: 4469-4472

    • DOI

      DOI: 10.1021/ja209985

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coordination and Electronic Structure of Ruthenium(II)-tris-2,2’-Bipyridine in the Triplet Metal-to-Ligand Charge Transfer Excited State Observed by Picosecond Time-Resolved Ru K-Edge XAFS2012

    • Author(s)
      Tokushi Sato
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 116 Pages: 14232-14236

    • DOI

      10.1021/jp3038285

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure and Reactivity of Iodosylarene Adduct of Manganese(IV) Salen Complex2012

    • Author(s)
      Chunlan Wang
    • Journal Title

      Angew. Chemie. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 7809-7811

    • DOI

      10.1002/anie.201202835

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis, Characterization, and Reactivity of Hypochlorito-Iron(III) Porphyrin Complexes2012

    • Author(s)
      Zhiqi Cong
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 134 Pages: 20617-20620

    • DOI

      10.1021/ja3108774

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 軸配位子による高原子価鉄オキソヘム錯体の反応性の制御機構2013

    • Author(s)
      藤井 浩
    • Organizer
      分子研研究会「生体配位化学の最前線と展望」
    • Place of Presentation
      分子科学研究所(愛知県)
    • Year and Date
      20130205-20130206
    • Invited
  • [Presentation] 金属酵素の活性部位の電子構造と酵素反応2013

    • Author(s)
      藤井 浩
    • Organizer
      分子研研究会「生物物質科学の展望」
    • Place of Presentation
      分子科学研究所(愛知県)
    • Year and Date
      20130110-20130111
    • Invited
  • [Presentation] 鉄3価ポルフィリン‐次亜塩素酸付加錯体の合成と同定及び酸化反応性の研究2012

    • Author(s)
      Zhiqi Cong
    • Organizer
      第45回酸化反応討論会
    • Place of Presentation
      名古屋市立大学(愛知県)
    • Year and Date
      20121116-20121117
  • [Presentation] コバルト2価錯体の空気酸化により生成するコバルトサレン触媒の特異な配位子ラジカル特性2012

    • Author(s)
      倉橋拓也
    • Organizer
      第62回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      20120921-20120923
  • [Presentation] 鉄4価ポルフィリンπーカチオンラジカル錯体の軸配位子が反応性を制御する機構2012

    • Author(s)
      藤井 浩
    • Organizer
      第62回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      20120921-20120923
  • [Presentation] メソクロロ鉄3価イソポルフィリン錯体の合成及び塩素化反応2012

    • Author(s)
      Zhiqi Cong
    • Organizer
      第62回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      20120921-20120923
  • [Presentation] Structure-Enantioselectivity Relationship of Iodosylarene Adducts of a Chiral Manganese(IV) Salen Complex2012

    • Author(s)
      Chunlan Wang
    • Organizer
      第62回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      20120921-20120923
  • [Presentation] Reactions of Oxoiron(IV) Porphyrin π-Cation Radicals with Chloride Ion2012

    • Author(s)
      Hiroshi Fujii
    • Organizer
      40th International Conference on Coordination Chemistry
    • Place of Presentation
      Valencia (Spain)
    • Year and Date
      20120909-20120913
  • [Presentation] 生体内における常磁性金属イオンと有機ラジカルとの磁気的相互作用について2012

    • Author(s)
      藤井 浩
    • Organizer
      分子研研究会「レーザー分光および磁気測定による分子構造探求の新展開」
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • Year and Date
      20120730-20120731
    • Invited
  • [Presentation] 13C and 15N NMR Spectroscopy of Heme-bound Cyanide (13C15N) in Ferric Heme Peroxidases2012

    • Author(s)
      Hiroshi Fujii
    • Organizer
      7th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
    • Place of Presentation
      Jeju (Korea)
    • Year and Date
      20120701-20120706
    • Invited
  • [Presentation] ヘム軸配位子が高原子価反応中間体の反応性を制御する分子機構2012

    • Author(s)
      藤井 浩
    • Organizer
      第39回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      片平さくらホール(宮城県)
    • Year and Date
      20120608-20120609

URL: 

Published: 2014-07-24  

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