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金属トロポノイド錯体を用いた触媒的分子変換反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K15564
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
研究機関大阪大学

研究代表者

兒玉 拓也  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (80823989)

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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードトロポン / 遷移金属錯体 / 典型元素錯体 / 触媒的分子変換 / トロポノイド / 不活性結合活性化 / フェナレニル / 不活性結合活性 / 金属ー配位子共同作用 / 有機合成化学
研究開始時の研究の概要

遷移金属錯体を用いた反応開発において、配位子設計は重要な位置を占める。本研究では、七員環パイ電子系化合物であるトロポンを配位子とした金属トロポノイド錯体の合成と、分子変換反応の開発を目指す。七員環芳香族トロピリウムの形成を鍵とした分子活性化手法を提唱し、これを実証する。更に、本手法を有機合成手法として昇華させ、従来型触媒では達成できない分子変換反応の実現を目指す。

研究成果の概要

本研究では環状共役ケトンであるトロポンを配位子としたロジウム、イリジウム、および鉄錯体を合成し、その構造、物性、および反応性を明らかにした。合成したロジウム錯体を用いて触媒水素移動反応が進行することを見出した。また、関連するニッケル錯体の合成を検討した際に見出したトロポン誘導体の環縮小反応に関して、錯体化学的観点から詳細に機構を検討し、これを触媒化した。さらに、トロポロンと9-ヒドロキシフェナレノンとの構造類似性に着目し、後者のアミノ誘導体を配位子とした低原子価典型元素錯体を合成し、その物性・反応性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、π電子系骨格であるトロポンが触媒反応の配位子として機能することが示された。また、ニッケル錯体を用いて小分子の脱離をともないながら触媒的に環縮小反応は、近年活発に研究が展開されている分子編集反応のひとつとして意義がある。更に、本研究で開発したフェナレニル型配位子は、近年その利用が期待されている低原子価典型元素錯体を安定化するための有用な配位子として寄与すると期待できる。

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

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Synthesis, Structure, and Reactivity of a Gallylene Derivative Bearing a Phenalenyl-Based Ligand2023

    • 著者名/発表者名
      Kodama Takuya、Mukai Nijito、Tobisu Mamoru
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: - 号: 17 ページ: 6554-6559

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.3c00697

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Open-Shell Germylene Stabilized by a Phenalenyl-Based Ligand2023

    • 著者名/発表者名
      Kodama Takuya、Uchida Kenta、Nakasuji Chihiro、 Kishi Ryohei、 Kitagawa Yasutaka、Tobisu Mamoru
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nickel-catalyzed skeletal transformation of tropone derivatives <i>via</i> C?C bond activation: catalyst-controlled access to diverse ring systems2022

    • 著者名/発表者名
      Kodama Takuya、Saito Kanako、Tobisu Mamoru
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: - 号: 17 ページ: 4922-4929

    • DOI

      10.1039/d2sc01394k

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of 1-Hydroxy-4,5-arene-Fused Tropylium Derivatives2021

    • 著者名/発表者名
      Kodama Takuya、Kawashima Yuki、Uchida Kenta、Deng Zhirong、Tobisu Mamoru
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 86 号: 19 ページ: 13800-13807

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c01818

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 4,5-Benzotropone π Complexes of Iron, Rhodium, and Iridium and Their Potential Use in Catalytic Borrowing-Hydrogen Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      Kodama Takuya、Kawashima Yuki、Deng Zhirong、Tobisu Mamoru
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 号: 7 ページ: 4332-4336

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c03587

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フェナレニル骨格を配位子に有するガリレンの合成と反応性2023

    • 著者名/発表者名
      向井 虹渡、兒玉 拓也、鳶巣 守
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] フェナレニル骨格を配位子に有するゲルミレンの合成と反応性2023

    • 著者名/発表者名
      兒玉 拓也、内田 健太、中筋 千尋、岸 亮平、北川 康隆、鳶巣 守
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Nickel-catalyzed skeletal transformation of tropone derivatives via C-C bond activation: catalyst-controlled access to diverse ring systems2022

    • 著者名/発表者名
      兒玉 拓也、斉藤 加奈子、鳶巣 守
    • 学会等名
      ICCEOCA-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and reactivities of germylenes bearing a phenalenyl-based ligand2022

    • 著者名/発表者名
      内田 健太、兒玉 拓也、中筋 千尋、岸 亮平、北川 康隆、鳶巣 守
    • 学会等名
      第72回錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] フェナレニル骨格を配位子に有する 開殻ゲルミレンの合成と反応性2022

    • 著者名/発表者名
      兒玉 拓也、内田 健太、中筋 千尋、岸 亮平、北川 康隆、鳶巣 守
    • 学会等名
      第49回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Ni触媒を用いた炭素-炭素結合切断を経る縮環トロポンの変換反応2021

    • 著者名/発表者名
      斉藤 加奈子、兒玉 拓也、鳶巣 守
    • 学会等名
      第41回有機合成若手セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Nickel-Catalyzed Transformation of Tropone Derivatives via C-C Bond Cleavage2021

    • 著者名/発表者名
      兒玉 拓也、斉藤 加奈子、鳶巣 守
    • 学会等名
      第67回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ニッケル触媒による4,5位が縮環したトロポン誘導体の炭素ー炭素結合切断反応2021

    • 著者名/発表者名
      斉藤 加奈子、兒玉 拓也、鳶巣 守
    • 学会等名
      第71回錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Nickel catalyzed C-C bond cleavage of tropone derivatives2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kodama, Kanako Saito, Mamoru Tobisu
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 4,5-ベンゾトロポンを配位子とした鉄、ロジウム、およびイリジウム錯体の合成と触媒反応への応用2021

    • 著者名/発表者名
      兒玉 拓也、川島 裕貴、Zhirong Deng、鳶巣 守
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 斉藤 加奈子、兒玉 拓也、鳶巣 守2021

    • 著者名/発表者名
      ニッケル触媒による トロポン誘導体の炭素ー炭素結合切断反応
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ベンゾトロポン類縁体およびその遷移金属錯体の合成と反応性2020

    • 著者名/発表者名
      川島 裕貴、兒玉 拓也、鳶巣 守
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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