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卑金属と半金属の協同触媒による不活性結合の活性化および貴金属代替反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K21222
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 無機化学
合成化学
研究機関九州大学

研究代表者

田原 淳士  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (50713145)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード鉄 / ケイ素 / アルケンの水素化 / コバルト / 理論計算 / アルケンのヒドロシリル化 / 計算科学 / σ-CAM / 貴金属代替反応 / 金属-配位子の協同作用 / ホウ素 / 水素化 / 貴金属代替
研究成果の概要

本研究では、貴金属触媒を用いて報告されてきた不飽和結合の還元反応を、安価で低毒性な第一周期遷移金属 (卑金属) を用いて代替することを目的とした。ジシラメタラサイクル骨格を有する鉄錯体1は常温・常圧でのアルケンの水素化が可能であったが、理論計算の結果から、H-H結合がFe金属中心上ではなくFe-Si結合上でσ結合メタセシス的に開裂することで効率的に活性化される反応経路を見出した。更に金属種や配位環境が異なる場合にも本システムが適応可能であることを実験および理論の両観点から示した。これらの知見を基に、鉄-ケイ素結合を有する改良型の触媒を合成し、還元が困難とされる四置換アルケンの水素化を達成した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 9件、 招待講演 6件) 備考 (2件) 産業財産権 (4件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Disilaruthena- and Ferracyclic Complexes Containing Isocyanide Ligands as Effective Catalysts for Hydrogenation of Unfunctionalized Sterically Hindered Alkenes2018

    • 著者名/発表者名
      Sunada, Y.; Ogushi, H.; Yamamoto, T.; Uto, S.; Sawano, M.; Tahara, A.; Tanaka, H.; Shiota, Y.; Yoshizawa, K.; Nagashima, H.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 11 ページ: 4119-4134

    • DOI

      10.1021/jacs.8b00812

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] σ-CAM Mechanisms for the Hydrogenation of Alkenes by cis- and trans-Disilametallacyclic Carbonyl Complexes (M = Fe, Ru, Os): Experimental and Theoretical Studies2017

    • 著者名/発表者名
      K. Miyamoto, A. Tahara, Y. Sunada, H. Tutumi, R. Inoue, H. Tanaka, Y. Shiota, K. Yoshizawa, and H. Nagashima
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 99 号: 5 ページ: 613-626

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170004

    • NAID

      130006770718

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ベースメタルと典型元素による分子活性化の最近の動向2017

    • 著者名/発表者名
      田原 淳士
    • 雑誌名

      Organometallic News

      巻: 2 ページ: 80-80

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalyst Design of Iron Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Hideo Nagashima
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 90 号: 7 ページ: 761-775

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170071

    • NAID

      130005773710

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Disilametallacyclic chemistry for efficient catalysis2017

    • 著者名/発表者名
      Sunada, Y.; Nagashima, H.
    • 雑誌名

      Dalton Transaction

      巻: 46 号: 24 ページ: 7644-7655

    • DOI

      10.1039/c7dt01275f

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study of the Catalytic Hydrogenation of Alkenes by a Disilaferracyclic Complex: Can the Fe-Si s-Bond-assisted Activation of H-H Bonds Allow Development of an Efficient Catalysis of Iron?2016

    • 著者名/発表者名
      A. Tahara, H. Tanaka, Y. Sunada, Y. Shiota, K. Yoshizawa, and H. Nagashima
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 81 号: 22 ページ: 10900-10911

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b01961

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] アルケンのヒドロシリル化用鉄・コバルト触媒の開発2016

    • 著者名/発表者名
      永島 英夫, 真川 敦嗣, 田原 淳士, 砂田 祐輔,作田 晃司, 野田 大輔
    • 雑誌名

      ケイ素化学協会誌

      巻: 第33号 ページ: 4-13

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Precious-Metal Catalytic Systems Involving Iron or Cobalt Carboxylates and Alkyl Isocyanides for Hydrosilylation of Alkenes with Hydrosiloxanes2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Noda, Atsushi Tahara, Yusuke Sunada, Hideo Nagashima,
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 138 号: 8 ページ: 2480-2483

    • DOI

      10.1021/jacs.5b11311

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalyst Design of Vaska-Type Iridium Complexes for Highly Efficient Synthesis of π-Conjugated Enamines2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tahara, Yasumitsu Miyamoto, Ryota Aoto, Keisuke Shigeta, Yuta Une, Yusuke Sunada, Hideo Nagashima,
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 34 号: 20 ページ: 4985-4907

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.5b00636

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Theoretical Studies of the Catalytic Hydrogenation of Alkenes by a series of Disilametallacyclic iron and ruthenium Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      田原淳士・田中宏昌・砂田祐輔・塩田淑仁・吉澤一成・永島英夫
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス、神奈川
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Exploration of iridium catalysts which achieves highly efficient hydrosilane reduction of carbonyl compounds2017

    • 著者名/発表者名
      宇根悠太、田原淳士、永島英夫
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス、神奈川
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Donnor-Acceptor Compounds Having π-Conjugated Enamines by Iridium-catalyzed Selective Hydrosilane Reduction of Carboxamides2017

    • 著者名/発表者名
      北原いくみ、永島英夫、田原淳士
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス、神奈川
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A Theoretical Study of the Catalytic Hydrogenation of Alkenes by Disilaruthenacyclic Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      星香花、田原淳士、田中宏昌、砂田祐輔、塩田淑仁、吉澤一成、永島英夫
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス、神奈川
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ジシラメタラサイクル骨格を有する8族遷移金属錯体を用いたアルケンの水素化に関する理論研究2017

    • 著者名/発表者名
      田原 淳士
    • 学会等名
      統合物質創成科学研究推進機構 (IRCCS) 第1回若手研究者の会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical Studies of the Hydrogenation of Alkenes catalyzed by a Series of Disilametallacyclic Complexes which bears cis- or trans-Dicarbonyl Ligands (M = Fe, Ru, Os)2017

    • 著者名/発表者名
      田原淳士、砂田祐輔、田中宏昌、塩田淑仁、吉澤一成、永島英夫
    • 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] 8族遷移金属錯体を用いた他置換アルケンの水素化に関する理論研究2017

    • 著者名/発表者名
      田原淳士、永島英夫
    • 学会等名
      統合物質創製化学研究推進機構 第3回国内シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Studies of the Catalytic Hydrogenation of Alkenes by Disilametallacyclic Complexes bearing cis- and trans-Dicarbonyl Ligands (M = Fe, Ru, Os)2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tahara, Yusuke Sunada, Hiromasa Tanaka, Yoshihito Shiota, Kazunari Yoshizawa, Hideo Nagashima
    • 学会等名
      the 19th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS 19)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Studies of the Catalytic Hydrogenation of Alkenes by Disilametallacyclic Complexes bearing cis- and trans-Dicarbonyl Ligands (M = Fe, Ru, Os)2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tahara, Konoka Hoshi, Yusuke Sunada, Hiromasa Tanaka, Yoshihito Shiota, Kazunari Yoshizawa, Hideo Nagashima,
    • 学会等名
      IRCCS-JST CREST Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CATALYST DESIGN OF VASKA-TYPE IRIDIUM COMPLEXES FOR HIGHLY EFFICIENT SYNTHESIS OF π-CONJUGATED ENAMINES FROM CARBOXAMIDES2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi TAHARA, Yasumitsu MIYAMOTO, Keisuke SHIGETA, Yuta UNE, Yusuke SUNADA, Hideo NAGASHIMA
    • 学会等名
      IMCE 2017
    • 発表場所
      Kyushu University, Fukuoka
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジシラルテナサイクル骨格を有するルテニウムビスイソシアニド錯体を用いた多置換アルケンの触媒的水素化反応に関する理論研究2016

    • 著者名/発表者名
      田原淳士・砂田祐輔・田中宏昌・吉澤一成・永島英夫
    • 学会等名
      第20回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 発表場所
      安芸グランドホテル、広島
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] シラルテナサイクル骨格を有するルテニウムビスカルボニル錯体を用いたアルケンの触媒的水素化反応に関する理論研究2016

    • 著者名/発表者名
      星香花・田原淳士・砂田祐輔・田中宏昌・吉澤一成・永島英夫
    • 学会等名
      第20回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 発表場所
      安芸グランドホテル、広島
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄及びコバルトカルボン酸塩とイソシアニド配位子を用いたアルケンのヒドロシリル化触媒の開発2016

    • 著者名/発表者名
      野田大輔・田原淳士・砂田祐輔・永島英夫
    • 学会等名
      第63回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス、東京
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶媒によって安定化された単核鉄触媒を用いた原子移動ラジカル重合反応2016

    • 著者名/発表者名
      中西崇一朗・田原淳士・河村充展・砂田祐輔・永島英夫
    • 学会等名
      第63回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス、東京
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A Theoretical Study of the Hydrogenation of Alkenes catalyzed by Iron Complexes bearing Disilametallacycle Moieties2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tahara
    • 学会等名
      BASE METAL CATALYSIS SYMPOSIUM
    • 発表場所
      Princeton University, USA
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 8族遷移金属触媒を用いた還元反応に関する計算科学的考察2016

    • 著者名/発表者名
      田原 淳士
    • 学会等名
      統合物質創製化学研究推進機構キックオフシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学、愛知
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] New Iron and Ruthenium Catalysts for Hydrogenation of Alkenes2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sunada, Atsushi Tahara and Hideo Nagashima
    • 学会等名
      THE 70th FUJIHARA Seminar
    • 発表場所
      THE LUIGANS, Fukuoka
    • 年月日
      2016-04-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 鉄触媒を用いるケイ素材料製造プロセスの最先端2016

    • 著者名/発表者名
      永島英夫
    • 学会等名
      第96回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      同支社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イリジウム触媒を用いるアミドのヒドロシラン還元による共役系エナミンの合成:基質および触媒の構造が反応性に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      田原淳士, 宇根悠太, 宮本保光, 重田啓介, 砂田祐輔, 永島英夫
    • 学会等名
      第96回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanistic Study for Alkene Hydrogenation catalyzed by Ruthenium Complexes bearing Disilametallacycle Moieties2016

    • 著者名/発表者名
      田原 淳士, 田中宏昌, 砂田祐輔, 吉澤一成, 永島英夫
    • 学会等名
      The 5th International Conference on the MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis "Chemical Science for Future Societies"
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Theoretical Study of the Catalytic Hydrogenation of Alkenes by Disilametallacyclic Complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tahara
    • 学会等名
      JST-NTU Joint Seminar on Sustainable Synthesis and Catalysis
    • 発表場所
      Nanyang Technological University, Singapore
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Catalyst design of Vaska-type iridium complexes for efficient synthesis of π-conjugated enamines.2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tahara, Yusuke Sunada, Yukihiro Motoyama, Hideo Nagashima
    • 学会等名
      PACIFICHEM2015
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrosilylation of alkenes by common metal catalyst systems.2015

    • 著者名/発表者名
      Hideo Nagashima, Daisuke Noda, Yusuke Sunada, Atsushi Tahara
    • 学会等名
      PACIFICHEM2015
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ジシラメタラサイクル骨格を有する鉄触媒を用いたアルケンの水素化に関する反応機構研究2015

    • 著者名/発表者名
      田原 淳士, 田中宏昌, 砂田祐輔, 吉澤一成, 永島英夫
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 鉄が生み出す新たな可能性

    • URL

      https://news.mynavi.jp/article/nanotech2018-9/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] http://nagashima-lab.cm.kyushu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] エナミン化合物およびその用途2017

    • 発明者名
      永島英夫、田原淳士、北原いくみ
    • 権利者名
      永島英夫、田原淳士、北原いくみ
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-039057
    • 出願年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] ヒドロシリル化反応触媒2015

    • 発明者名
      永島英夫, 砂田祐輔, 田原淳士, 野田大輔, 作田晃司
    • 権利者名
      永島英夫, 砂田祐輔, 田原淳士, 野田大輔, 作田晃司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-140722
    • 出願年月日
      2015-07-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [産業財産権] ヒドロシリル化反応触媒2015

    • 発明者名
      永島英夫,砂田祐輔,田原淳士,野田大輔,副島廣恵,作田晃司
    • 権利者名
      永島英夫,砂田祐輔,田原淳士,野田大輔,副島廣恵,作田晃司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-08-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] ヒドロシリル化反応触媒2015

    • 発明者名
      永島英夫,砂田祐輔,田原淳士,野田大輔,副島廣恵,作田晃司
    • 権利者名
      永島英夫,砂田祐輔,田原淳士,野田大輔,副島廣恵,作田晃司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-08-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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