安価で低毒性なマンガン触媒による高汎用性オレフィンメタセシス反応の開発

• 研究課題/領域番号: 18K14230
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分33020:有機合成化学関連
• 研究機関: 沖縄科学技術大学院大学
• 研究代表者: 竹林 智司 沖縄科学技術大学院大学, サイエンステクノロジーグループ, サイエンス・テクノロジーアソシエイト (10609283)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: コバルト / NHC配位子 / カルボニル / 二核錯体 / 水素分子活性化 / ホモリシス / 核磁気分光法 / ヒドロフォルミル化 / メタロラジカル / オレフィンメタセシス / マンガン触媒

研究成果の概要

本研究ではマンガン錯体を用いたオレフィンメタセシス反応の開発を行った。その結果、目的とする反応の発見には至らなかったが、鉄、コバルト錯体を用いて以下の結果を得た。1．世界初の単核コバルト（０）カルボニル錯体の合成とその水素分子との反応性を解明した。2．二核コバルト（０）カルボニル錯体を用いて世界で初めて結合のホモリシスを直接的に観察した。3．鉄触媒を用いたオレフィンメタセシス反応の開発。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で明らかにしたコバルト錯体の反応性はこれまでに知られていなかったコバルト（０）ラジカルの反応性を明らかにするものであり、学術的な意義がある。また、ここで得られた知見はコバルト錯体を用いた触媒反応の開発や二核金属錯体を用いた触媒反応、新規機能性物質の開発に応用できるという点で将来的に社会の発展に貢献する。

研究成果

• [国際共同研究] Arbuzov Institute(ロシア連邦)
• [国際共同研究] Weizmann Institute of Science(イスラエル)
• [国際共同研究] Arbuzov Institute(ロシア連邦)
• [雑誌論文] Iron-catalysed ring opening metathesis polymerization of olefins and mechanistic studies (2022)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takebayashi, Mark A. Iron, Moran Feller, Orestes Rivada-Wheelaghan, Gregory Leitus, Yael Diskin-Posner, Linda J. W. Shimon, Liat Avram, Raanan Carmieli, Sharon G. Wolf, Ilit Cohen-Ofri, Rajashekharayya A. Sanguramath, Roy Shenhar, Moris Eisen, and David Milstein
  • 雑誌名: Nature Catalysis 巻: Accepted
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] [Co(NHC)(CO)3]: Isolation and Reactivity Study of a Model 17-Electron Species in the Oxo Process (2021)
  • 著者名/発表者名: Takebayashi Satoshi、Fayzullin Robert R.
  • 雑誌名: Organometallics 巻: 40 号: 4 ページ: 500-507
  • DOI: 10.1021/acs.organomet.0c00765
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Direct EXSY NMR observation of reversible Co-Co bond homolysis (2022)
  • 著者名/発表者名: 竹林智司
  • 学会等名: The 102nd CSJ annual meeting
• [学会発表] Isolation of Mononuclear [Co(ligand)(CO)3] Metalloradicals and Its H2 Activation Mechanisms (2021)
  • 著者名/発表者名: 竹林智司
  • 学会等名: Pacifichem 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Co(NHC)(CO)3]ラジカルの単離とその水素分子活性化反応機構 (2021)
  • 著者名/発表者名: Takebayashi, S. Fayzullin, R.
  • 学会等名: The 101st CSJ annual meeting
• [学会発表] Isolation and Reactivity Study of 17-electron Metalloradical [Co(NHC)(CO)3]. (2020)
  • 著者名/発表者名: Takebayashi, S. Fayzullin, R.
  • 学会等名: The 100th CSJ annual meeting
• [備考] Satoshi Takebayashi
  • URL: https://groups.oist.jp/stg/satoshi-takebayashi
• [備考]
  • URL: https://groups.oist.jp/stg/satoshi-takebayashi
• [備考] Science and Technology Group, Annual Reports
  • URL: https://groups.oist.jp/stg/annual-reports