2020 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Novel Metal Hydride Catalysts Composed of Transition Metal Hydrides and Perovskite Oxides

Publicly Offered Research

Project Area	HYDROGENOMICS: Creation of Innovative Materials, Devices, and Reaction Processes using Higher-Order Hydrogen Functions
Project/Area Number	19H05057
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	劔隼人大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60432514)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2021-03-31
Keywords	ヒドリド錯体 / アゴスティック相互作用 / 希土類金属錯体 / 二酸化炭素還元
Outline of Annual Research Achievements	電子不足な希土類金属中心に対し、アゴスティック相互作用を有するヒドリド部位が分子内にある希土類金属錯体を合成し、その触媒反応への応用を検討した。特にイオン半径が大きい3価のカチオン性ランタン中心に対し、ヒドリドを含むアニオンであるヒドリドボレートアニオンの反応性に関して研究を進め、二酸化炭素の還元反応に活性を示すことを見出した。すなわち、ランタン錯体とヒドリドボレートアニオンを生成するためのトリアリールホウ素、ならびにヒドリド源としてフェニルシランを加えて二酸化炭素雰囲気下とすると、二酸化炭素のヒドロシリル化を経た還元によりメチルシリルエーテルが生成することが分かった。さらに、反応系に対してアニリン誘導体を加えた場合には、アニリンが求核剤として作用することで窒素原子のメチル化反応が進行し、N－メチルアニリン誘導体を与えることを見出した。いずれの場合においてもメチル基となる炭素源は二酸化炭素であり、二酸化炭素のヒドロシリル化を経た有機化合物への固定化を促進する触媒系を開発することに成功した。また、ヒドリド部位の反応性を解明すべく、反応機構に関する計算化学を行った結果、カチオン性であるランタン中心とアニオンであるヒドリドボレートの間に働く弱い静電相互作用により、二酸化炭素のみがランタンに配位することが可能な配位場が生成し、その結果、ルイス塩基であるアミンの存在下においても二酸化炭素のヒドロシリル化が優先して進行することを明らかにした。
Research Progress Status	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。