2012 Fiscal Year Annual Research Report
キレート型ケイ素配位子を持つ高反応性鉄錯体による不活性結合・分子の活性化
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24685011
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
砂田 祐輔 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (70403988)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 鉄 / キレート型ケイ素配位子 / 小分子活性化 / 不活性結合活性化 / 配位不飽和錯体 / 窒素固定 / 高反応性錯体 |
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| Research Abstract |
不活性な結合や分子を捕捉・活性化し変換する反応の開発は、従来法を刷新する次世代の物質合成プロセスの開発へと直結する。中でも、単純alkaneやareneのC-H結合は最も不活性な結合として、窒素分子は最も不活性な分子として認識され、これらの有効利用が強く望まれている。本研究課題では、キレート型ケイ素配位子が鉄中心に強く電子供与し、かつ強固な骨格を与えるとともに、配位不飽和性を示す高反応性鉄錯体を効果的に与える性質に注目し、キレート型ケイ素配位子を持つ鉄錯体を用いた不活性な分子や結合の捕捉・活性化を達成することを目的とした研究を行っている。
本年度は、キレート型ケイ素配位子として、申請者がこれまでに多くの知見を有している、1,2-bis(dimethylsilyl)benzeneならびにその誘導体を用いた鉄錯体の合成と、鉄上の電子密度や配位不飽和性、反応性についての検討を行った。これまでに、キレート型ケイ素配位子を持ち、かつ、鉄上にη^6-arene配位子を持つ鉄錯体を構築することで、窒素分子の効果的な捕捉が可能であることを見出している。この錯体について、η^6-arene配位子やキレート型ケイ素配位子内にMe基や^iPr基、OMe基などの種々の電子供与性置換基を導入した所、より電子豊富な鉄中心を有する鉄錯体に捕捉された窒素分子が、より強固に捕捉・活性化されることが、IR,Ramanスペクトルより明らかとなった。これは、電子豊富な鉄中心から捕捉窒素分子へのπ-逆供与が効果的に起こっているためであると考えられる。
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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
本年度は、様々なキレート型ケイ素配位子を持つ鉄錯体を構築し、この錯体が窒素分子を効果的に捕捉できること、特に、非常に電子供与性の強い配位子を鉄上に導入することで、より強固に窒素分子を捕捉できることを明らかにした。これらの成果より、本研究課題の目的の一つである窒素分子に代表される不活性小分子の活性化を可能にする鉄錯体の設計指針の確立がほぼ達成されたことより、本研究は概ね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果を受けて、今後はまず、より電子供与性の高いキレート型ケイ素配位子の設計と鉄錯体の構築により、窒素分子に代表される不活性小分子を強固に捕捉・活性化し、化学変換を可能にするような錯体設計を目指す。併せて、alkaneやareneなどの不活性結合の活性化に向けて、電子豊富でかつより高い配位不飽和性を示す鉄錯体の構築指針の確立についても併せて検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
前年度は、合成した各種鉄錯体の鉄中心の電子状態および動的挙動について特に詳細を明らかにすべく、特に各種スペクトルによる解析についても注力して行ったため、物品・消耗品費等に余裕ができ、次年度へと繰り越し、次年度の物品・消耗品費とすることとした。本年度の結果で、鉄錯体の構築に関する知見が概ね固まったことから、次年度は様々なキレート型ケイ素配位子および鉄錯体の合成を特に重点的に行い研究を加速する予定である。
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