2014 Fiscal Year Research-status Report
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26410082
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
島 隆則 独立行政法人理化学研究所, 侯有機金属化学研究室, 専任研究員 (60391976)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 窒素活性化 / 含窒素有機化合物 / チタン錯体 / ヒドリド錯体 / ニトリド錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
窒素分子は非常に安定なため、窒素分子から有用なアンモニアや含窒素化合物に変換するためには多くのエネルギーが必要である。少ないエネルギーで効率よく窒素を活性化し、有用な含窒素化合物に変換する触媒の開発が強く望まれている。
これまで報告された、構造明確な分子性化合物を用いた温和な条件下での窒素分子の活性化による含窒素有機化合物の合成例は極めて限られている。最近、理化学研究所の筆者らのグループでは、構造明確なチタンヒドリド化合物を用い、新たな還元剤やプロトン源を加えることなく、常温・常圧で窒素分子の活性化と部分水素化に成功した(Science 2013)。そこで、本研究では、このようにチタンヒドリド化合物によって活性化された窒素(ニトリド)を様々な有機基質ヘ導入する反応を検討し、含窒素有機化合物の合成法を探索した。
その結果、酸塩化物RC(=O)Clを反応させることで、対応する有機ニトリル類 R-C≡Nが合成できた。この反応では錯体側の生成物として二核チタンオキソジクロロ錯体も生成した。また、付加価値がより高いと考えられる 15Nラベルされたニトリル類も本手法を用いることにより簡便に合成された。本法は窒素分子を使って安全で簡便に直接含窒素有機化合物が合成できるという点で、アンモニアを原料とする従来の含窒素有機化合物合成法より優れているといえる。とくに、15Nラベルされた有機化合物の合成においては、その優位性がより顕著に表れている。
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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
本研究では、最近申請者が見出した三核チタンヒドリド錯体と窒素の反応が常温・常圧で進行し窒素の結合切断と水素化が起こることに基づき、この反応で取り込まれた窒素を有機基質などとの反応により取出し、含窒素有機物などに変換することを最大の目的としている。
今回、含窒素有機化合物としてニトリル類を活性化された窒素と酸塩化物から簡便に合成する手法を開発した。また15Nラベルされたニトリル類も15Nラベル窒素分子を出発原料にして合成することができた。
以上の成果から、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、チタンヒドリド錯体によって活性化された窒素を様々な有機基質へ導入する反応を検討し、様々な含窒素有機化合物の合成法を探索する。具体的には、以下の内容を実施する。
（１）窒素活性化によって得られたチタンイミド、ニトリド錯体について、アルデヒド、ケトン、酸塩化物などのカルボニル化合物や、アルケン、アルキンなどの炭素―炭素不飽和化合物など、様々な有機化合物との反応を網羅的に検討する。
（２）窒素導入が可能な基質や、それによって合成できる含窒素有機物を絞り、反応の最適化を行う。
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| Causes of Carryover |
消耗品の使用が想定より少なく、また新規購入費用も想定より安価であったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計画通り、物品費として使用予定である。また、ステンレスオートクレーブ購入費用としても使用予定である。
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