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高原子価金属イミド錯体の生成を鍵とするアルケンのシンジアミノ化反応の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K05497
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

杉本 秀樹  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00315970)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードナイトレン / アミノ化 / ラジカル / イミド金属錯体 / ナイトレン金属錯体 / 金属ナイトレノイド / ナイトレン錯体 / 不対スピン / アミノ化反応 / ラジカル錯体 / 金属錯体 / ジアミン / オスミウム錯体 / 金属イミド錯体 / オスミウム / 反応機構 / 触媒反応
研究開始時の研究の概要

生体模倣型高原子価オキソ-金属錯体を合成し、種々のアミン試薬との反応により高原子価イミド錯体へと誘導する。生成したイミド錯体の結晶構造や分光学的性質、電気化学的性質を明らかにすると共に、高難易度反応の一つであるアルケンのシン選択的なジアミノ化反応をおこなう。ジアミノ化やジアミン化合物の金属からの解離によるオキソ錯体の再生を補助配位子の電子的・立体的効果により制御し、触媒化を図る。ジアミノ化活性種となるイミド錯体の生成機構やジアミノ化活性錯体とアルケンとの直接反応の速度論を検討して、触媒サイクルの反応機構を解明し、基礎的学理を確立する。

研究成果の概要

金属イオンにナイトレンが結合した種々の金属錯体を合成し、結晶構造解析や様々な分光学的手法、電気化学的分析によって同定した。合成した金属錯体と種々のアルケンとを弱配位性有機溶媒中で反応させ、それぞれ対応するアミン錯体を生成させた。後周期金属元素を用いた実験では、酸化還元活性なアミノフェノール骨格やフェニレンジア ミド骨格を持つ金属錯体を合成し、有機アジドを酸化剤としてこの錯体に反応させると、C(sp3)-H結合のアミノ化が進行することを見いだした。 さらに、フェニレンジアミドを持つSn(II)でも、C(sp3)-H結合のアミノ化の進行を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

軽炭化水素はシェールガスや原油などの主成分であり、これらを直接的にアミノ化化する方法を開発できれば、これらを原料として天然物や医薬品、あるいは高付加価値を持つ複雑な化合物を合成することが可能となる。本研究成果は、酸化活性種となる金属ーナイトレノイドにラジカル成分を誘起させ、炭化水素の炭素ー水素結合をラジカル的に開裂させ、アミンを生成するものであり、従来の軽炭化水素の変換方法とは異なるものであり、新しい手法を与える。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Halide-Adducts of OsO4. Structure and Reactivity in Alcohol-Oxidation2022

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Fujimoto, Yuka Hirata, Hideki Sugimoto, Mayuko Miyanishi, Yoshihito Shiota, Kazunari Yoshizawa, Shinobu Itoh
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 95 号: 1 ページ: 64-72

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210377

    • NAID

      130008159290

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] C(sp3)-H bond activation by the carboxylate-adduct of osmium tetroxide (OsO4)2022

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Fujimoto, Yuka Hirata, Hideki Sugimoto, Mayuko Miyanishi, Yoshihito Shiota, Kazunari Yoshizawa, Shinobu Itoh
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 51 号: 3 ページ: 1123-1130

    • DOI

      10.1039/d1dt03819b

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alkane Oxidation with H2O2 Catalyzed by OsO4-carboxylate Adduct and Its Application to Heterogeneous Catalyst2022

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Fujimoto, Yuta Ueda, Hideki Sugimoto, Jun Nakazawa, Shiro Hikichi, Shinobu Itoh
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 号: 3 ページ: 231-274

    • DOI

      10.1246/cl.210751

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alkane hydroxylation by m-chloroperbenzoic acid catalyzed by nickel(II) complexes of linear N4-tetradentate ligands2022

    • 著者名/発表者名
      Takuma Wada, Hideki Sugimoto, Yuma Morimoto, Shinobu Itoh
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 227 ページ: 116150-116150

    • DOI

      10.1016/j.poly.2022.116150

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tin(II)-Nitrene Radical Complexes Formed by Electron Transfer from Redox-Active Ligand to Organic Azides and Their Reactivity in C(sp3)-H Activation2021

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sugimoto, Mayuka Yano, Kazunobu Sato, Mayuko Miyanishi, Kenji Sugisaki, Yoshihito Shiota, Akira Kaga, Kazunari Yoshizawa, Shinobu Itoh
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 号: 24 ページ: 18603-18607

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.1c02806

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxygen Atom Insertion into Osmium(III)-Carbon Bond via Organometallic Oxido-Osmium(V) Intermediate2021

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sugimoto,* Kurumi Aoki, Mayuko Miyanishi, Yoshihito Shiota, Kazunari Yoshizawa,* Shinobu Itoh
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 40 号: 2 ページ: 102-106

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.0c00772

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling Coordination Number of Rhodium(III) Complex by Ligand-Based Redox for Catalytic C?H Amination2020

    • 著者名/発表者名
      Fujita Daiki、Kaga Akira、Sugimoto Hideki、Morimoto Yuma、Itoh Shinobu
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 93 号: 2 ページ: 279-286

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190291

    • NAID

      130007798342

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] C(sp2)-H iodination by a rhodium(III) complex supported by a redox-active ligand bearing amidophenolato moieties2020

    • 著者名/発表者名
      Daiki Fujita, Hideki Sugimoto,* Shinobu Itoh
    • 雑誌名

      Chem. Lett.誌

      巻: 49 号: 6 ページ: 666-669

    • DOI

      10.1246/cl.200178

    • NAID

      130007852144

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxido-Hydroxido- and Oxido-Aminato-Osmium(V) Complexes with a Cyclohexanediamine-Based Tetradentate Ligand as Active Oxidants for Dihydroxylation and Aminohydroxylation of Alkenes2019

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Fujimoto, Hideki Sugimoto,* Kenichiro Kai, Kazuki Maeda, Shinobu Itoh,
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 2019 号: 24 ページ: 2891-2898

    • DOI

      10.1002/ejic.201900339

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization and Reactivity of a Tetrahedral Copper(II) Alkylperoxido Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuma Shimizu, Yuma Morimoto, Gunasekaran Velmurugan, Tulika Gupta, Sayantan Paria, Takehiro Ohta, Hideki Sugimoto, Takashi Ogura, Peter Comba, Shinobu Itoh
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 25 号: 47 ページ: 11157-11165

    • DOI

      10.1002/chem.201902669

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Sn(II)錯体と有機アジドとの反応によるナイトレノイド錯体の生成とその電子状態に及ぼすフェニレンジアミド配位子の置換基効果2022

    • 著者名/発表者名
      米田暁、矢野まゆか、杉本秀樹、伊東忍
    • 学会等名
      錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] C-H Amination with Organic Azides Catalyzed by a Distorted Square Planar Rh(ll) Complex2021

    • 著者名/発表者名
      Megumu SAKAIDA; Hideki SUGIMOTO; Yuma Morimoto; Shinobu ITOH
    • 学会等名
      錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子供与能を持つフェニレンジアミド含有Sn(II)錯体の合成と有機アジドとの反応ならびに生成するビラジカル種の同定2021

    • 著者名/発表者名
      米田 暁、矢野まゆか、杉本秀樹、伊東忍
    • 学会等名
      錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属間結合のみで保持された二核ロジウム錯体と有機アジドとの反応による触媒的C-Hアミノ化反応とその反応機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      境田萌、杉本秀樹、伊東忍
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フェニレンジアミン誘導体を持つスタニレン錯体の合成と 酸化還元特性に及ぼす置換基効果2021

    • 著者名/発表者名
      米田暁、矢野まゆか、杉本秀樹、伊東忍
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of tetrylenes supported by a sterically demanding phenylenediamido ligand and their redox characteristics2021

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sugimoto, Mayuka Yano, Shinobu Itoh
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 非架橋型金属間結合を有する二核ロジウム錯体を用いた触媒的C-Hアミノ化と中間体の同定2020

    • 著者名/発表者名
      境田萌、杉本秀樹、伊東忍
    • 学会等名
      錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 嵩高いフェニレンジアミンからなるスタニレンーナイトレンラジカル錯体の生成と同定およびC-Hアミノ化反応2020

    • 著者名/発表者名
      矢野まゆか、杉本秀樹、宮西真由子、塩田淑仁、吉澤一成、伊東忍
    • 学会等名
      錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 嵩高いフェニレンジアミン配位子を有するスタニレンーナイトレン錯体の調整2020

    • 著者名/発表者名
      矢野まゆか
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] レドックス活性平面配位子を有するRh(III)錯体を利用したC-Hハロゲン化反応2020

    • 著者名/発表者名
      藤田大輝、杉本秀樹、伊東忍
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 嵩高いフェニレンジアミン配位子を有する単核スズ(II)錯体の合成と酸塩基反応性2019

    • 著者名/発表者名
      矢野まゆか、杉本秀樹、伊東忍
    • 学会等名
      錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] レドックス活性なフェニレンジアミン配位子を有するRh(III)錯体による触媒的C-Hアミノ化反応2019

    • 著者名/発表者名
      加賀彬、藤田大輝、杉本秀樹、森本祐麻、伊東忍
    • 学会等名
      錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] レドックス活性配位子を有するRh(III)錯体を用いたC-H結合活性化反応2019

    • 著者名/発表者名
      藤田大輝、杉本秀樹、森本祐麻、伊東忍
    • 学会等名
      酸化反応討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] ポリ(ヒドロキシアリレーン)及びその製造方法2022

    • 発明者名
      伊東忍、杉本秀樹、植田悠太、東村秀之
    • 権利者名
      伊東忍、杉本秀樹、植田悠太、東村秀之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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