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パラジウムラジカル種の創製と反応性解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K23361
補助金の研究課題番号 22H02093 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

村橋 哲郎  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (40314380)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワードパラジウム / ラジカル錯体 / 錯体反応 / 奇数原子価
研究開始時の研究の概要

パラジウムは、触媒としてもっとも広く活用されている遷移金属元素のひとつであるが、その単核ラジカル種については、安定に生成する錯体化学的方法は開発されておらず、その合成・構造解明・反応性の解明が強く望まれている。本研究では、単核Pdラジカル種を安定に生成するための新たな配位子設計指針を確立し、その合成・単離方法を開発する。

研究実績の概要

パラジウムは、触媒としてもっとも広く活用されている遷移金属元素のひとつであり、これまでの膨大な研究により、パラジウム単核錯体は、0価及び+II価の非ラジカル型酸化状態を安定にとる一方で、+I価のラジカル型酸化状態をとりにくいと考えられてきた。ところが近年になって、ラジカル型の+I価単核パラジウム活性種が触媒活性種として機能する可能性が提案された。しかし、パラジウムラジカル種を安定に生成する錯体化学的方法は開発されておらず、その合成・構造解明・反応性の解明が強く望まれている。本研究では、単核Pd(+I)ラジカル種を安定に生成するための新たな配位子設計指針を確立し、単核Pd(+I)ラジカル錯体の合成・単離方法を開発することを目指して研究を遂行している。
本年度は、前年度に引き続き、単核Pd(+I)ラジカル種の生成と合成に向けて研究を実施した。その結果、単座ホスフィン配位子を用いた場合に、単核Pd(+I)種が発生することを明らかにした。各種分光測定手法を用いてその生成を確認した。さらに、単座ホスフィン配位子をもつ単核Pd(+I)種の反応性についても調査を開始し、金属ラジカル種に特徴的な反応性を示すことを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では、単核Pd(+I)ラジカル種を安定に生成するための新たな配位子設計指針を確立し、単核Pd(+I)ラジカル錯体の合成・単離方法を開発することを目指して研究を進めている。第二年度までに、二座および単座ホスフィン配位子を用いた単核Pd(+I)ラジカル種の生成方法の開発が進んでいることから、順調に進展していると判断できる。

今後の研究の推進方策

第二年度までに、単核Pd(+I)種の発生方法について重要な知見が得られており、これらを基にして、引き続き、単核Pd(+I)種の不均化反応や二量化反応について検討を進めて理解を深め、単核Pd(+I)種を安定に生成する手法の確立を目指していく。また、反応性の解明についても検討を進められる準備が整っており、各種有機基質との反応を検討する。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2025 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Isolation and Structures of Polyarene Palladium Nanoclusters2023

    • 著者名/発表者名
      Hatano Ayaka、Sugawa Tsuyoshi、Mimura Rei、Kataoka Shunichi、Yamamoto Koji、Omoda Tsubasa、Zhu Bo、Tian Yu、Sakaki Shigeyoshi、Murahashi Tetsuro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 145 号: 28 ページ: 15030-15035

    • DOI

      10.1021/jacs.3c02849

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Palladium cluster complex [Pd13(μ4-C7H7)6]2+ (C7H7 = tropylium) with an fcc-close-packed cuboctahedral Pd13 core and isomers: theoretical insight into ligand-control of the Pd13 core structure2023

    • 著者名/発表者名
      Zhu Bo、Murahashi Tetsuro、Sakaki Shigeyoshi
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 25 号: 37 ページ: 25670-25680

    • DOI

      10.1039/d3cp03262k

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Di- and trinuclear sandwich complexes of a cross-conjugated fulvene2023

    • 著者名/発表者名
      Kudo Eiji、Oba Yuki、Yamamoto Koji、Murahashi Tetsuro
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 52 号: 6 ページ: 1568-1573

    • DOI

      10.1039/d2dt03521a

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multinuclear coordination of fused benzene ring hydrocarbons2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Koji、Sugawa Tsuyoshi、Murahashi Tetsuro
    • 雑誌名

      Coordination Chemistry Reviews

      巻: 466 ページ: 214575-214575

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2022.214575

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Pd単核(I)錯体の生成と反応性2025

    • 著者名/発表者名
      井上稜雅・池田周平・竹内さゆり・山本浩二・重田翼・村橋哲郎
    • 学会等名
      第104日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Nanometallics: Synthesis and Structures of Organometallic Palladium Nanoclusters2025

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Murahashi
    • 学会等名
      13th Japan-China Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] キラル[2.2]パラシクロファンを配位子を用いたPdナノクラスターの合成2025

    • 著者名/発表者名
      高比良祐太・小野篤輝・三村嶺・山本浩二・重田翼・村橋哲郎
    • 学会等名
      第104日本化学会春年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 配位性誘導基を利用したモノオレフィンへの二核パラジウム付加2022

    • 著者名/発表者名
      杉本創・佐々木航汰・山本浩二・村橋哲郎
    • 学会等名
      第68回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 配位性誘導基を有するモノオレフィンに対する二核パラジウムI価錯体の付加2022

    • 著者名/発表者名
      杉本創・佐々木航汰・山本浩二・重田翼・村橋哲郎
    • 学会等名
      錯体化学会第72回討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分子ナノメタリクスー金属原子集合の次元・配列制御2022

    • 著者名/発表者名
      村橋哲郎
    • 学会等名
      第103日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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