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プロトン性部位を有する金属錯体を用いた窒素分子変換反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J01547
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 無機化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

戸田 達朗  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードルテニウム / 鉄 / ピンサー型錯体 / ピラゾール / イソインドリン / ジホスフィン配位子 / 二核錯体 / 窒素錯体 / N-ヘテロ環状カルベン / カルボニル錯体 / ニッケル
研究実績の概要

本年度は、電子供与性骨格を有するとともに、窒素固定酵素ニトロゲナーゼの鍵金属である鉄への配位が比較的容易と考えられるビス(ピラゾリルイミノ)イソインドリン配位子を新たに設計・合成し、その錯形成ならびに錯体の反応性について調べた。さらに、昨年度得られたジホスフィン配位子によって架橋された多プロトン応答型二核錯体について、その性質や反応性を詳細に検討した。
合成したイソインドリン鉄錯体と一酸化炭素との反応で得られたカルボニル錯体のCO伸縮振動波数は類似の構造を有するピリジン錯体と比べて低波数側に観測され、イソインドリン骨格の導入によって中心金属の電子密度や逆供与能が向上していることがわかった。このイソインドリン錯体は六員環キレート構造を有しているものの、広がった共役系をもつためにピンサー配位子の平面性が保たれ、以前に合成した六員環キレート構造を有するNHC錯体で見られたような逆供与能の低下を抑制することができたと考えられる。
一方、多プロトン応答型二核錯体については、架橋窒素配位子への電子供与をより強くするために、ビス(ピラゾール)-ビス(ピラゾラト)型窒素架橋二核錯体の脱プロトン化反応をおこなった。その結果、一段階の脱プロトン化によって生じるモノアニオン性窒素錯体のラマンスペクトルでは、無電荷錯体と比べてNN伸縮振動波数が大きく低波数シフトした。また、塩基の量を二当量にすると、対応するジアニオン性窒素錯体が得られた。このジアニオン性窒素錯体のNN伸縮振動は、先に述べたモノアニオン性窒素錯体よりもさらに低波数シフトして観測され、これまでに報告されているルテニウム二価錯体の中で最も活性化された窒素錯体であることが明らかとなった。これらの結果は、プロトン応答部位を集積した二核構造によって、窒素配位子への電子移動が効果的に起こることを裏付ける結果といえる。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Iron and ruthenium complexes having a pincer-type ligand with two protic amidepyrazole arms: Structures and catalytic application2018

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Yoshiko、Toda Tatsuro、Kuwata Shigeki
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 143 ページ: 105-110

    • DOI

      10.1016/j.poly.2017.08.044

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protic NNN and NCN Pincer-Type Ruthenium Complexes Featuring (Trifluoromethyl)pyrazole Arms: Synthesis and Application to Catalytic Hydrogen Evolution from Formic Acid2017

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Yoshiko、Toda Tatsuro、Matsunami Asuka、Kayaki Yoshihito、Kuwata Shigeki
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 13 号: 1 ページ: 73-80

    • DOI

      10.1002/asia.201701474

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Structures of NCN Pincer-Type Ruthenium and Iridium Complexes Bearing Protic Pyrazole Arms2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Toda, Koki Saitoh, Akihiro Yoshinari, Takao Ikariya, and Shigeki Kuwata
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 36 号: 6 ページ: 1188-1195

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.7b00065

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Protic N-heterocyclic Carbene versus Pyrazole: Rigorous Comparison of Proton- and Electron-Donating Abilities in a Pincer-Type Framework2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Toda, Akihiro Yoshinari, Takao Ikariya, and Shigeki Kuwata
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 号: 46 ページ: 16675-16683

    • DOI

      10.1002/chem.201602552

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Structures of Ruthenium and Iron Complexes Bearing an Unsymmetrical Pincer-Type Ligand with Protic Pyrazole and Tertiary Aminoalkyl Arms2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Toda, Shigeki Kuwata, and Takao Ikariya
    • 雑誌名

      Z. Anorg. Allg. Chem.

      巻: 641 号: 12-13 ページ: 2135-2145

    • DOI

      10.1002/zaac.201500558

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ジホスフィン配位子で架橋されたプロトン応答型二核錯体の合成とその反応2017

    • 著者名/発表者名
      戸田達朗、桑田繁樹
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] プロティックなピンサー型ビス(ピラゾール)錯体の電子的性質の制御と触媒反応への応用2017

    • 著者名/発表者名
      戸田達朗、中原佳子、松並明日香、榧木啓人、桑田繁樹
    • 学会等名
      第64回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プロティックなピンサー型ビス(ピラゾール)ピロリド配位子を有する遷移第一周期金属錯体の合成と反応2017

    • 著者名/発表者名
      戸田達朗、桑田繁樹
    • 学会等名
      錯体化学会第67回討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Reactivities of Protic NCN Pincer-type Complexes Containing Electron-donating Framework2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Toda, Shigeki Kuwata
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Reactivities of NCN Pincer-type Ruthenium Complexes Bearing Protic Pyrazole Arms2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Toda, Shigeki Kuwata
    • 学会等名
      27th International Conference on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      Melbourne Convention and Exhibition Centre (Melbourne, Australia)
    • 年月日
      2016-07-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] N-ヘテロ環状カルベン部位をもつプロティックなビス(ピラゾール)ルテニウム錯体の合成と反応性2016

    • 著者名/発表者名
      戸田達朗、桑田繁樹
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and reactivities of pincer-type complexes bearing protic N-heterocyclic carbene and pyrazole2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro TODA, Shigeki KUWATA, Takao IKARIYA
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center(ホノルル)
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化的付加反応を鍵とするプロティックなNCNピンサー型錯体の合成2015

    • 著者名/発表者名
      戸田達朗、桑田繁樹
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県)
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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