| 研究課題/領域番号 |
20J13973
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分33020:有機合成化学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
板橋 隆行 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 窒素固定 / モリブデン / ニトリド錯体 / 炭素求電子剤 / 含窒素有機化合物 / ボリルアミン / ピンサー型配位子 / クロロ炭酸エステル / ヨウ化サマリウム / シアン酸イオン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
医薬品や工業繊維等には分子内に窒素原子を含む含窒素有機化合物が数多く存在し、現在の人類の暮らしを支えている。含窒素有機化合物は窒素源として主にアンモニアを利用して合成されているが、アンモニアを合成する際には多量の化石燃料の使用と二酸化炭素の排出がなされている。本研究の概要は、反応性の乏しい窒素分子を比較的反応性の高いニトリド錯体へと変換することのできる遷移金属錯体を用いて、窒素分子からアンモニアを経由せず、直接含窒素有機化合物へと変換する反応を触媒的に達成することである。
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| 研究実績の概要 |
近年、常温・常圧という温和な条件下における触媒的窒素固定反応が広く研究されているが、生成物はアンモニア及びアンモニア等価体であるシリルアミンに限られており、遷移金属錯体を用いて温和な条件下で含窒素有機化合物を触媒的に合成した例は報告されていない。私が所属する研究室では最近、PNP型ピンサー型の配位子を有するモリブデン錯体が、温和な条件下でのアンモニア合成触媒として働くことを見出している。また、この反応系では窒素分子の切断反応が進行し、鍵中間体であるニトリド錯体を生成することも見出した。そこで、窒素分子から含窒素有機化合物を合成する反応を指向して、窒素分子の切断反応によって生成したニトリド錯体を用いてC-N結合生成反応及び、含窒素有機化合物等への変換反応を検討した。
今年度は、上述したニトリド錯体と種々の炭素求電子剤との反応によるC-N結合生成反応について検討した。炭素求電子剤としてメチルトリフラート及びジフェニルアセチルクロリドを用いた場合、C-N結合生成反応が進行し対応するイミド錯体が得られた。ニトリド錯体とジフェニルアセチルクロリドとの反応で生成したアシルイミド錯体は加水分解反応により化学量論的に有機アミドを生成することが判明した。この結果は化学量論的ではあるが窒素分子から含窒素有機化合物である有機アミドを合成することに成功したことを示している。
また、別の検討としてニトリド錯体とボランとの反応を検討し、窒素分子のホウ素化反応についても検討した。その結果、カテコールボランを加熱条件下で反応させた場合ボリルアミンが2当量生成した。この結果はニトリド錯体の窒素原子のみならず窒素分子のホウ素化が進行したことを示しており、化学量論量を超えた窒素のホウ素化が進行したことを示唆していた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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