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チタン錯体を基盤とする多核ヒドリド錯体の構築および窒素分子の活性化

研究課題

研究課題/領域番号 17K05823
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機化学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

島 隆則  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (60391976)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード窒素分子の活性化 / クロム / ヒドリド錯体 / 水素化 / 窒素分子活性化 / イミド錯体 / アミド錯体 / クロムヒドリド錯体 / ニトリド錯体 / アルキンカップリング / チタン錯体 / ヒドリド / 窒素分子
研究成果の概要

構造明確な分子性の金属ヒドリド錯体を用いた窒素分子の活性化は、特殊な還元剤・プロトン試薬を必要としない、温和な条件での触媒的アンモニア合成反応の開発につながる重要な研究である。しかしその研究は非常に限られている。本研究では、6族遷移金属であるクロム多核ヒドリド錯体を新たに合成し、それを用いて窒素分子を切断・水素化することに成功した。計算化学により、その詳細な反応メカニズムについても明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

構造明確な分子性多金属ヒドリド錯体を用いた窒素分子の活性化は、これまで窒素との親和性が比較的高い4族、5族遷移金属ヒドリド錯体に限られていた。しかし、今回の報告により、初めて6族遷移金属であるクロムヒドリド錯体を用いて窒素分子の活性化に成功した。今後は様々な金属と配位子の組み合わせによる効率的な窒素分子活性化の研究がさらに展開されていくものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (7件)

  • [国際共同研究] 大連理工大(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 大連理工大(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Dinitrogen Activation and Hydrogenation by C5Me4SiMe3-Ligated Di- and Trinuclear Chromium Hydride Complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Shima Takanori、Yang Jimin、Luo Gen、Luo Yi、Hou Zhaomin
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 19 ページ: 9007-9016

    • DOI

      10.1021/jacs.0c02939

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis and diverse transformations of a dinitrogen dititanium hydride complex bearing rigid acridane-based PNP-pincer ligands.2020

    • 著者名/発表者名
      Mo, Z.; Shima, T.; Hou, Z.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 59 号: 22 ページ: 8635-8644

    • DOI

      10.1002/anie.201916171

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dinitrogen Activation by a Titanium/Ruthenium Heteromultimetallic Hydride Complex2020

    • 著者名/発表者名
      Shima Takanori、Hou Zhaomin
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: 2020 号: 15-16 ページ: 1418-1422

    • DOI

      10.1002/ejic.201901290

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multimetallic Rare Earth and Group 4 Transition Metal Hydrides for Novel Transformations of Small Molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Shima Takanori
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 号: 5 ページ: 051014-051014

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.051014

    • NAID

      210000158050

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多金属ヒドリド錯体による窒素分子および含窒素有機化合物の変換反応2019

    • 著者名/発表者名
      島隆則、侯召民
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 61 ページ: 285-290

    • NAID

      40022047271

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental and Computational Studies of Dinitrogen Activation and Hydrogenation at a Tetranuclear Titanium Imide/Hydride Framework2019

    • 著者名/発表者名
      T. Shima, G. Luo, S. Hu, Y. Luo, Z. Hou
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 141 号: 6 ページ: 2713-2720

    • DOI

      10.1021/jacs.8b13341

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrodenitrogenation of pyridines and quinolines at a multinuclear titanium hydride framework2017

    • 著者名/発表者名
      Hu Shaowei、Luo Gen、Shima Takanori、Luo Yi、Hou Zhaomin
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01607-z

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Partially Shielded Fe(CO)3 Rotors: Syntheses, Structures, and Dynamic Properties of Complexes with Doubly trans Spanning Diphosphines, trans-Fe(CO)3(PhP((CH2)n)2PPh)2017

    • 著者名/発表者名
      Steigleder Esther、Shima Takanori、Lang Georgette M.、Ehnbom Andreas、Hampel Frank、Gladysz John A.
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 36 号: 15 ページ: 2891-2901

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.7b00330

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Dinitrogen Activation by Molecular Multimetallic Titanium Polyhydrides2020

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shima, Zhaomin Hou
    • 学会等名
      International Symposium Hydrogenomics (Sapporo, Japan)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 窒素分子活性化による三核クロムイミド錯体の合成と水素化反応2020

    • 著者名/発表者名
      島 隆則、侯 召民
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会(千葉、東京理科大学)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Dinitrogen Activation by a Trinuclear Chromium Hydride Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shima, Jinmin Yang, Gen Luo, Yi Luo, Zhaomin Hou
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会(名古屋、名古屋大学)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Multinuclear hydride clusters: Activation and transformation of small molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shima
    • 学会等名
      The 5th Japan-Korea Joint Symposium on Hydrogen in Materials (Tokyo Tech)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多金属ヒドリドによる新規物質変換反応2019

    • 著者名/発表者名
      島 隆則
    • 学会等名
      第13回物性科学領域横断研究会(東京、東大)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多金属ヒドリドクラスターによる小分子の活性化と物質変換反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      島 隆則
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季年会アドバンストテクノロジープログラム(神戸、甲南大学)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dinitrogen Activation by Multinuclear Chromium Hydride Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      T. Shima, G. Luo, S. Hu, Y. Luo, Z. Hou
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry (Sendai, Japan)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多金属ヒドリドクラスターによる新規反応プロセスの開拓2018

    • 著者名/発表者名
      島 隆則
    • 学会等名
      第1回ハイドロジェノミクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] チタンヒドリドクラスターを用いた窒素分子の活性化2018

    • 著者名/発表者名
      島 隆則
    • 学会等名
      第12回物性科学領域横断研究会(奈良、奈良先端大)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular Multimetallic Polyhydrides: Activation and Functionalization of Dinitrogen and Aromatics2018

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shima
    • 学会等名
      I2CNER International Workshops 2018 (Kyusyu Univ.)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 二核クロムヒドリド錯体の合成と窒素分子の活性化2018

    • 著者名/発表者名
      島 隆則、侯 召民
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会(船橋、日本大学)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] C-H and C-N bonds cleavage of substituted pyridines by a trinuclear Ti hydride complex2018

    • 著者名/発表者名
      Shaowei Hu, Takanori Shima, Zhaomin Hou
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会(船橋、日本大学)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrodeoxygenative C-C Coupling and Deoxygenative Nitrogenation/Trimerization of Aromatic Aldehydes by a N2-Derived-Imide Hydride Tetranuclear Titanium Complex2017

    • 著者名/発表者名
      Yat-Ming So, Takanori Shima, Murali Mohan Guru, Zhaomin Hou
    • 学会等名
      第67回錯体化学会討論会(北海道、北海道大学)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrodenitrogenation of Pyridines and Quinolines at a Multinuclear Titanium Hydride Framework2017

    • 著者名/発表者名
      Shaowei Hu, Gen Luo, Takanori Shima, Yi Luo, Zhaomin Hou
    • 学会等名
      第67回錯体化学会討論会(北海道、北海道大学)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 錯体化合物事典2019

    • 著者名/発表者名
      錯体化学会
    • 総ページ数
      1000
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254141054
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 理研研究室ホームページ

    • URL

      http://www2.riken.jp/lab-www/organometallic/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/takanori_shima/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] ORCID

    • URL

      https://orcid.org/0000-0003-1813-0439

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 島隆則(ホームページ)

    • URL

      https://takanori0606.wixsite.com/mysite

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] ResearcherID

    • URL

      https://publons.com/researcher/2149634/takanori-shima/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 理化学研究所侯有機金属化学研究室ホームページ

    • URL

      http://www2.riken.jp/lab-www/organometallic/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 侯有機金属化学研究室

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/organometallic/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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