Catalytic Fixation of Carbon Dioxide and Methane Based on Design and Synthesis of Pincer-Type Heterobimetallic Transition Metal Complexes

• Project/Area Number: 20200049
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research a proposed research project)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Organic chemistry; Synthetic chemistry
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: TAKAYA Jun 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (60401535)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥31,070,000 (Direct Cost: ¥23,900,000、Indirect Cost: ¥7,170,000); Fiscal Year 2010: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000); Fiscal Year 2009: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000); Fiscal Year 2008: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
• Keywords: 合成有機化学 / 錯体・有機金属化学 / 錯体化学 / 合成化学 / 二酸化炭素 / ピンサー型錯体 / パラジウム / ケイ素

Research Abstract

We have developed hydrocarboxylation reaction of simple unsaturated hydrocarbons such as allenes and 1,3-dienes with CO2 catalyzed by newly designed PSiP-pincer type palladium complex, giving synthetically useful beta, gamma-unsaturated carboxylic acid derivatives in high yield and regioselectivity. Moreover, the first example of direct carboxylation of non-activated sp2-C-H bond of arenes has been developed by the use of rhodium catalyst.

Research Products

• [Journal Article] Efficient Synthesis of Diborylalkenes from Alkenes and Diboron by a New PSiP-Pincer Palladium-Catalyzed Dehydrogenative Borylation (2011)
  • Author(s): Takaya, J.; Kirai, N.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. Volume: 133 Pages: 12980-12983
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reaction of Bis(o-phosphinophenyl)silane with M(PPh_3)_4 (M = Ni, Pd, Pt): Synthesis and Structural Analysis of ・^2-(Si-H) Metal(0) and Pentacoordinate Silyl Metal(II) Hydride Complexes of the Ni Triad Bearing a PSiP-Pincer Ligand (2011)
  • Author(s): Takaya, J.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: Dalton Trans. Volume: 40 Pages: 8814-8821
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] [3+2] Cycloaddition of Metal-Containing Azomethine Ylides for Highly Efficient Synthesis of Mitosene Skeleton (2011)
  • Author(s): Takaya, J.; Miyashita, Y.; Kusama, H.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: Tetrahedron 2011 Volume: 67 Pages: 4455-4466
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient One-to-One Coupling of Easily Available 1,3-Dienes with Carbon Dioxide (2011)
  • Author(s): Takaya, J.; Sasano, K.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: Org. Lett. 2011 Volume: 13 Pages: 1698-1701
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rhodium(I)-Catalyzed Direct Carboxylation of Arenes with CO_2 via Chelation-Assisted C-H Bond Activation (2011)
  • Author(s): Mizuno, H.; Takaya, J.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 2011 Volume: 133 Pages: 1251-1253
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rhodium(I)-Catalyzed Direct Carboxylation of Arenes with CO_2 via Chelation-Assisted C-H Bond Activation (2011)
  • Author(s): Mizuno, H.; Takaya, J.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. Volume: 133 Pages: 1251-1253
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient One-to-One Coupling of Easily Available 1,3-Dienes with Carbon Dioxide (2011)
  • Author(s): Takaya, J.; Sasano, K.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: Org.Lett. Volume: 13 Pages: 1698-1701
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] [4+2] Cycloaddition Reaction of Cyclic Alkyne - {Co_2(CO)_6} Complexes with Dienes (2010)
  • Author(s): Iwasawa, N.; Ooi, I.; Inaba, K.; Takaya, J.
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. 2010 Volume: 49 Pages: 7534-7537
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] [4+2] Cycloaddition Reaction of Cyclic Alkyne-{Co_2(CO)_6} Complexes with Dienes (2010)
  • Author(s): Iwasawa, N.; Ooi, I.; Inaba, K.; Takaya, J.
  • Journal Title: Angew.Chem.Int.Ed. Volume: 49 Pages: 7534-7537
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molybdenum(0)-Promoted Carbonylative Cyclization of o-Haloaryl and ・-Haloalkenylimine Derivatives by Oxidative Addition of a Carbon(sp2)-Halogen Bond: Preparation of Two Types of ・-Lactams (2009)
  • Author(s): Takaya, J.; Sangu, K.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. 2009 Volume: 48 Pages: 7090-7093
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bis(o-phosphinophenyl)silane as a Scaffold for Dynamic Behavior of H-Si and C-Si Bonds with Palladium(0) (2009)
  • Author(s): Takaya, J.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: Organometallics 2009 Volume: 28 Pages: 6636-6638
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molybdenum(0)-Promoted Carbonylative Cyclization of o-Haloaryland β-Haloalkenylimine Derivatives by Oxidative Addition of a Carbon(sp2)_Halogen Bond : Preparation of Two Types of γ-Lactams (2009)
  • Author(s): Takaya, Jun., Kenichiro, Sangu, Iwasawa, Nobuharu
  • Journal Title: Angewandte Chemie, International Edition 48 Pages: 7090-7093
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bis(o-phosphinophenyl)silane as a Scaffold for Dynamic Behavior of H-Si and C-Si Bonds with Palladium(0) (2009)
  • Author(s): 鷹谷絢, 岩澤伸治
  • Journal Title: Organometallics 28 Pages: 6636-6637
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 二酸化炭素固定化反応の開発 (2009)
  • Author(s): 岩澤伸治、鷹谷絢
  • Journal Title: 触媒 51 Pages: 325-330
  • NAID: 10025314733
• [Journal Article] New Route to N-fused Tricyclic Indoles via Tandem [1,2]-Stevens-type. Rearrangement/1,2-Alkyl Migration of Metal-Containing Ammonium Ylide (2008)
  • Author(s): Takaya, J.; Udagawa, S.; Kusama, H.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. 2008 Volume: 47 Pages: 4906-4909
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrocarboxylation of Allenes with CO_2 Catalyzed by Silyl Pincer-Type Palladium Complex (2008)
  • Author(s): Takaya, J.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 2008 Volume: 130 Pages: 15254-15255
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Copper (I)-Catalyzed Carboxylation of Aryl- and Alkenylboronic Esters (2008)
  • Author(s): Takaya, J.; Tadami, S.; Ukai, K.; Iwasawa, N.
  • Journal Title: Org. Lett. 2008 Volume: 10 Pages: 2697-2700
• [Journal Article] Synthesis of N-fused tricyclic indoles by a tandem [1, 2] Stevens-type rearrangement/1, 2-alkyl migration of metal-containing ammonium ylides (2008)
  • Author(s): Takaya, Jun.; Udagawa, Shuji.; Kusama, Hiroyuki.; Iwasawa, Nobuharu
  • Journal Title: Angewandte Chemie, International Edition 47 Pages: 4906-4909
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Copper(I)-Catalyzed Carboxylation of Aryl- and Alkenylboronic Esters (2008)
  • Author(s): Takaya, Jun ; Tadami, Satoshi ; Ukai, Kazutoshi ; Iwasawa, Nobuharu
  • Journal Title: Organic Letters 10 Pages: 2697-2700
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrocarboxylation of Allenes with CO_2 Catalyzed by Silyl Pincer-Type Palladium Complex (2008)
  • Author(s): Takaya, Jim ; Iwasawa, Nobuharu
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 130 Pages: 15254-15255
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis, Structure, and Reactivity of Naphthalyne-Co_2(CO)_6 Complexes (2008)
  • Author(s): Iwasawa, Nobuharu ; Otsuka, Maiko ; Yamashita, Satomi ; Aoki, Masao ; Takaya, Jun
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 130 Pages: 6328-6329
  • Peer Reviewed
• [Presentation] PSiP-ピンサー型パラジウム錯体を触媒とする非対称ジボロン合成 (2012)
  • Author(s): 喜来直裕・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応大学
  • Year and Date: 2012-03-28
• [Presentation] シリルピンサー型パラジウムヒドリド錯体によるエチレンのヒドロメタル化反応:ケイ素-水素結合の動的挙動と二つの反応経路 (2012)
  • Author(s): 鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応大学
  • Year and Date: 2012-03-28
• [Presentation] 光学活性 PSiP-ピンサー型パラジウム錯体を触媒とするエナンチオ選択的カルボキシル化反応の開発 (2012)
  • Author(s): 伊藤 龍好・鷹谷 絢・岩澤 伸治
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応大学
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] 光異性化能を有するピンサー型マンガントリカルボニル錯体の合成 (2012)
  • Author(s): 石河 智之・鷹谷 絢・岩澤 伸治
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応大学
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] プロトン化を契機とするアルキン-コバルトカルボニル錯体からのアシルコバルト種の生成とそのアルケン類との反応 (2012)
  • Author(s): 大井 勲・鷹谷 絢・岩澤 伸治
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応大学
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] Chemistry of Borylpalladium(II) Complex with PSiP-Pincer Ligand: Synthesis, Structure, Reactivity and Synthetic Application (2011)
  • Author(s): 鷹谷絢
  • Organizer: ISOMC 2011
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2011-11-11
• [Presentation] PSiP-ピンサー型パラジウム錯体を触媒とするアルケン類の脱水素ボリル化-ジボリルアルケンの効率的合成- (2011)
  • Author(s): 鷹谷絢
  • Organizer: 第2回分子活性化若手セミナー
  • Place of Presentation: 洞爺サンパレス
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Presentation] PSiP-ピンサー型配位子を有するボリルパラジウム錯体の合成と反応 (2011)
  • Author(s): 喜来直裕・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 錯体化学会第61回討論会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] ロジウム触媒を用いるキレート形成を利用したア レーン類の直接カルボキシル化反応 (2011)
  • Author(s): 水野肇・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 第58回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2011-09-08
• [Presentation] プロトン化を契機とするアルキン-コバルトカルボニル錯体からのアシルコバルト種の生成とその反応 (2011)
  • Author(s): 大井勲・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 第58回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2011-09-08
• [Presentation] シリルピンサー型錯体の化学-錯体反応から触媒反応開発まで- (2011)
  • Author(s): 鷹谷絢
  • Organizer: 有機金属若手研究者の会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2011-09-06
• [Presentation] Palladium-Catalyzed Oxidative Coupling Reaction of Terminal Alkyne-Dicobalthexacarbonyl Complexes (2011)
  • Author(s): 菅拓也・藤田晶子・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: OMCOS-16
  • Place of Presentation: Shanghai, CHINA
  • Year and Date: 2011-07-26
• [Presentation] Efficient Synthesis of Diborylalkenes from Alkenes and Diboron by PSiP-Pincer Palladium-Catalyzed Dehydrogenative Borylation (2011)
  • Author(s): 鷹谷絢・喜来直裕・岩澤伸治
  • Organizer: OMCOS-16
  • Place of Presentation: Shanghai, CHINA
  • Year and Date: 2011-07-26
• [Presentation] Rhodium(I)-Catalyzed Direct Carboxylation of Arenes with CO2via Chelation-Assisted C-H Bond Activation (2011)
  • Author(s): 水野肇・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: OMCOS-16
  • Place of Presentation: Shanghai, CHINA
  • Year and Date: 2011-07-26
• [Presentation] PSiP-ピンサー型配位子を有するボリルパラジウム錯体の合成と反応 (2011)
  • Author(s): 喜来直裕・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] イソベンゾチオフィン-ジコバルトヘキサカルボニル錯体の合成と反応 (2011)
  • Author(s): 菅拓也・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] ロジウム触媒を用いるキレート形成を利用したsp^2炭素-水素結合の直接カルボキシル化反応 (2011)
  • Author(s): 水野肇・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] ロジウム触媒を用いるアリールボロン酸エステルのカルボキシル化反応：高活性触媒の開発と反応機構に関する考察 (2011)
  • Author(s): 山本 弘樹・鷹谷 絢・岩澤 伸治
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 新規14族元素含有ピンサー型パラジウム錯体の合成と反応 (2011)
  • Author(s): 中村修平・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] ロジウム触媒を用いるアリールボロン酸エステルのカルボキシル化反応:高活性触媒の開発と反応機構に関する考察 (2011)
  • Author(s): 山本弘樹・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 新規な金属錯体触媒の精密設計に基づく不飽和炭化水素の分子変換 (2010)
  • Author(s): 鷹谷絢
  • Organizer: 分子活性化若手セミナー
  • Place of Presentation: 分子科学研究所
  • Year and Date: 2010-12-10
• [Presentation] 新規な金属錯体触媒の精密設計に基づく不飽和炭化水素の分子変換 (2010)
  • Author(s): 鷹谷絢
  • Organizer: 分子活性化若手セミナー
  • Place of Presentation: 分子化学研究所
  • Year and Date: 2010-12-10
• [Presentation] PSiP-ピンサー型パラジウム(II)錯体を触媒とするアルケンの形式的 C-Hボリル化反応 (2010)
  • Author(s): 喜来直裕・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 第57回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学
  • Year and Date: 2010-09-18
• [Presentation] PSiPピンサー型パラジウム錯体を触媒とする 1,3-ジエン類のヒドロカルボキシル化反応 (2010)
  • Author(s): 佐々野浩太・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 第57回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学
  • Year and Date: 2010-09-18
• [Presentation] PSiPピンサー型パラジウム錯体を触媒とする1,3-ジエン類のヒドロカルボキシル化反応 (2010)
  • Author(s): 佐々野浩太・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 第57回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学
  • Year and Date: 2010-09-18
• [Presentation] PSiP-ピンサー型パラジウム(II)錯体を触媒とするアルケンの形式的C-Hボリル化反応 (2010)
  • Author(s): 喜来直裕・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 第57回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] PSiPピンサー型パラジウム錯体を触媒とする1,3-ジエン類のヒドロカルボキシル化反応 (2010)
  • Author(s): 佐々野浩太・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第90春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学本部キャンパス
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] PNPピンサー型レニウムカルボニル錯体の光異性化反応に基づく機能性金属錯体の創製 (2010)
  • Author(s): 金子将士・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第90春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学本部キャンパス
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] ホウ酸エステルを経由するアレーン類のワンポットカルボキシル化反応 (2010)
  • Author(s): 只見聡・鵜飼和利・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第90春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学本部キャンパス
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] PSiPピンサー型金属錯体を触媒とする二酸化炭素固定化反応の開発 (2010)
  • Author(s): 鷹谷絢
  • Organizer: 大学院教育プログラム院生企画シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2010-03-06
• [Presentation] One-pot Protocol for Carboxylation of Arenes via their Boronic Esters (2009)
  • Author(s): 只見聡・鵜飼和利・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: IKCOC-11
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテル京都
  • Year and Date: 2009-11-12
• [Presentation] PSiPピンサー型ニッケルならびにパラジウム錯体を用いる求核的カルボキシル化反応 (2009)
  • Author(s): 佐々野浩太・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 有機合成化学セミナー
  • Place of Presentation: 群馬県前橋市中央公民館
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] 環状アルキン-コバルトカルボニル錯体の[4+2]付加環化反応 (2009)
  • Author(s): 大井勲、稲葉健一、鷹谷絢、岩澤伸治
  • Organizer: 第56回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 同志社大学今出川キャンパス
  • Year and Date: 2009-09-10
• [Presentation] Hydrocarboxylation of Allenes with CO2 Catalyzed by Silyl Pincer-Type Palladium Complex (2009)
  • Author(s): 鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: OMCOS-15
  • Place of Presentation: Glasgow, UK
  • Year and Date: 2009-07-28
• [Presentation] シリルピンサー型ニッケルならびに白金ヒドリド錯体の合成研究 (2009)
  • Author(s): 鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] Pd触媒を用いる末端アルキン-ジコバルトヘキサカルボニル錯体のカップリング反応 (2009)
  • Author(s): 藤田晶子・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] Pd触媒を用いる末端アルキンージコバルトヘキサカルボニル錯体のカップリング反応 (2009)
  • Author(s): 藤田晶子・鷹谷絢・岩澤伸治
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Book] 「二酸化炭素固定化の新展開」不活性結合・不活性分子の活性化 (2011)
  • Author(s): 鷹谷 絢、岩澤 伸治
  • Publisher: 日本化学会
• [Book] 「遷移金属触媒を用いる求核的カルボキシル化反応」触媒年鑑 (2011)
  • Author(s): 岩澤伸治, 鷹谷 絢
  • Total Pages: 40
  • Publisher: 触媒学会
• [Book] 「二酸化炭素固定化の開発」触媒 (2009)
  • Author(s): 岩澤伸治, 鷹谷 絢
  • Publisher: 触媒学会