架橋型フェノキシド配位子をもつ金属錯体による小分子の活性化

• 研究課題/領域番号: 14703008
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 分子科学研究所 (2004); 岡崎国立共同研究機構 (2002-2003)
• 研究代表者: 川口 博之 分子科学研究所, 錯体化学実験施設, 助教授 (20262850)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 29,120千円 (直接経費: 22,400千円、間接経費: 6,720千円); 2004年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2003年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2002年度: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)
• キーワード: フェノキシド配位子 / 多座配位子 / 前周期遷移金属 / 小分子活性化 / 金属間結合 / ヒドリド錯体 / 金属錯体

研究概要

3つのフェノキシド基をオルト位でメチレン鎖で連結した鎖型のフェノキシド3両体を3座型補助配位子として用いて、4から6属遷移金属錯体ヒドリド錯体の合成を行った。フェキシド-ヒドリド錯体から水素分子が還元的脱離すれば、極めて反応活性な化学種が生成し、特異な小分子(窒素分子、一酸化炭素、二酸化炭素等)の活性化反応が達成できると期待できる。
4属遷移金属錯体を用いた反応では、2つの金属間に3つのヒドリド配位子が架橋した2核錯体が得られた。ジルコニウム錯体では酸化数IVであり、金属間に結合はない。一方、チタン錯体では酸化数がTi(III)の3重ヒドリド架橋2核錯体が得られた。温度可変NMRスペクトルでは化学シフトに温度依存性はない。さらに、X線構造解析より、金属間の距離は極めて短く、金属間結合の存在を示している。これはチタン3価の化合物で金属間結合をもつ極めて珍しい化合物である。
5属遷移金属ヒドリド錯体の合成では、窒素分子の活性化が観測された。例えば、ニオブ錯体では金属2個に対し、窒素分子1つが活性化され、窒素-窒素3重結合の切断が起こり、ニトリド配位子架橋の2核錯体が生成する。ヒドリド錯体を中間体として反応が進行していると考えており、現在、その中間体の単離および反応機構の解明を進めている。一方、タンタル錯体では窒素分子の活性化は起こらず、多座配位子のC-HおよびC-O結合活性化が観測された。
6属遷移金属では金属間に多重結合を持つ化合物が得られた。
今後、本研究で得られたフェキシド-ヒドリド錯体を基盤に、新しい小分子活性化反応に取り組む。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of a Vanadium(III) Tris(arylthiolato) Complex and Its Reactions with Azide and Azo Compounds ; Formation of a Sulfenamide Complex via Cleavage of an Azo N=N Bond (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Komuro, T.Matsuo, H.Kawaguchi, K.Tatsumi
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 44 ページ: 175-177
• [雑誌論文] Synthesis and Structural Characterization of Silanethiolato Complexes Having tert-Butyldimethylsilyl and Trimethylsilyl Groups (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Komuro, T.Matsuo, H.Kawaguchi, K.Tatsumi
  • 雑誌名: Dalton Trans. ページ: 1618-1625
• [雑誌論文] Formation of an Iron(II) Carbene Thiolato Complex via Insertion of Carbon Monoxide into Si-C Bond (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Yuki, T.Matsuo, H.Kawaguchi
  • 雑誌名: Angew.Chem.,Int.Ed. 43 ページ: 1404-1407
• [雑誌論文] Tridentate Aryloxide Ligands : New Supporting Ligands in Coordination Chemistry of Early Transition Metals (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Matsuo, H.Kawaguchi
  • 雑誌名: Chem.Lett. 33 ページ: 640-645
  • NAID: 10013105257
• [雑誌論文] Aryloxide-Based Multidentate Ligands for Early Transition Metals and f-Element Metals (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Kawaguchi, T.Matsuo
  • 雑誌名: J.Organomet.Chem. 689 ページ: 4228-4243
• [文献書誌] 小室貴士, 松尾司, 川口博之, 巽和行: "Unusual Coordination Modes of Arylthiolates in Mo{η^5SC_6H_3-2,6-(SiMe_3)_2}{η^7-SC_6H_3-2,6-(SiMe_3)_2}"J.Am.Chem.Soc.. 125. 2070-2071 (2003)
• [文献書誌] 川口博之, 松尾司: "Aryl-Oxygen Bond Cleavage by a Trihydride-Bridging Ditantalum Complex"J.Am.Chem.Soc.. 125. 14254-14255 (2003)
• [文献書誌] 小室貴士, 松尾司, 川口博之, 巽和行: "Copper and Silver Complexes Containing the S(SiMe_2S)_2^2-Ligand : Efficient Entries into Heterometallic Sulfido Clusters"Angew.Chem.,Int.Ed.. 42. 465-468 (2003)
• [文献書誌] 柏原秀典, 松尾司, 川口博之: "Titanium N-Hetrocyclic Carbone Complexes Incorporating an Imidazolium-linked Bis(phenol)"Chem.Commun.. 2204-2205 (2003)
• [文献書誌] 小室貴士, 松尾司, 川口博之, 巽和行: "Coordination Chemistry of Silanedithiolato Ligands Derived from Cyclotrisilathiane : Synthesis and Structures of Complexes of Iron(II), Cobalt(II), Palladium(II), Copper(I), and Silver(I)"Inorg.Chem.. 42. 5340-5347 (2003)
• [文献書誌] 松尾司, 川口博之: "Triple Hydrogen Bridged Dititanium(III) and Dizirconium(IV) Aryloxide Complexes"Organometallics. 22. 5379-2381 (2003)
• [文献書誌] 川口博之, 松尾司: "Dinitrogen-Bond Cleavage in a Niobium Complex Supported by a Tridentate Aryloxide Ligand"Angew. Chem., Int. Ed.. 41. 2792-2794 (2002)
• [文献書誌] 有川康弘, 川口博之, 柏原和夫, 巽和行: "Trithiotungsten(VI) Complexes Having Phosphine-Thiolate Hybrid Ligands : Synthesis and Cluster Forming Reactions with CuBr, FeCl2, and [Fe(CH3CN)6](ClO4)2"Inorg. Chem.. 41. 513-520 (2002)
• [文献書誌] M.Hong, R.Cao, 川口博之, 巽和行: "Synthesis and Reactions of Group 6 Metal Half-Sandwich Complexes of 2,2-Dicyano-ethylene-1,1-dichalcogenolates [(Cp^*)M{E2C=C(CN)2}2]-(M=Mo, W ; E= S, Se)"Inorg. Chem.. 41. 4824-4833 (2002)
• [文献書誌] 小室貴士, 川口博之, 巽和行: "Synthesis and Reactions of Triphenylsilanethiolato Complexes of Manganese(II), Iron(II), Cobalt(II), and Nickel(II)"Inorg. Chem.. 41. 5083-5090 (2002)
• [文献書誌] 川口博之, 松尾司: "Synthesis and Structures of Niobium(V) Complexes Stabilized by Linear-Linked Aryloxide Trimers"Inorg. Chem.. 41. 6090-6098 (2002)
• [文献書誌] 川口博之, 松尾司: "Synthesis and Structures of Ti(III) and Ti(IV) Complexes Supported by a Tridentate Aryloxide Ligand"J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2536-2540 (2002)