多金属ヒドリド錯体による窒素の活性化と有効利用

• 研究課題/領域番号: 26410082
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 島 隆則 国立研究開発法人理化学研究所, 侯有機金属化学研究室, 専任研究員 (60391976)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 窒素分子活性化 / チタンヒドリド錯体 / ニトリド錯体 / ニトリル / 酸塩化物 / 窒素活性化 / 含窒素有機化合物 / チタン錯体 / ヒドリド錯体

研究成果の概要

4つのチタンを含むチタンヒドリド錯体は、特殊な試薬を必要とせずに窒素分子を切断し、さらに酸塩化物との反応で含窒素有機化合物であるニトリルを与えることを明らかにした。反応で生じたチタン塩化物は、再び原料としてリサイクルできることも判明した。本成果は、ハーフサンドイッチ型チタン錯体が窒素分子の活性化と含窒素有機化合物への直接的な変換に有効であることを示しており、今後、この系を用いた様々な窒素分子変換反応の開発が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Dinitrogen Activation by Dihydrogen and a PNP-Ligated Titanium Complex (2017)
  • 著者名/発表者名: B. Wang, G. Luo, M. Nishiura, S. Hu, T. Shima, Y. Luo, and Z. Hou
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 139 号: 5 ページ: 1818-1821
  • DOI: 10.1021/jacs.6b13323
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cleavage of Carbon Monoxide and C-C Bond Formation Promoted by Rare-Earth/Ruthenium Heterobimetallic Hydride Complexes (2017)
  • 著者名/発表者名: D. Kawai, T. Shima, M. Nishiura, Z. Hou
  • 雑誌名: J. Organomet. Chem. 巻: 印刷中 ページ: 74-81
  • DOI: 10.1016/j.jorganchem.2017.02.042
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Conversion of Dinitrogen to Nitriles at a Multinuclear Titanium Framework (2016)
  • 著者名/発表者名: M. M. Guru, T. Shima, and Z. Hou
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 55 号: 40 ページ: 12316-12320
  • DOI: 10.1002/anie.201607426
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gyroscope-Like Complexes Based on Dibridgehead Diphosphine Cages That Are Accessed by Three-Fold Intramolecular Ring Closing Metatheses and Encase Fe(CO)3, Fe(CO)2(NO)+, and Fe(CO)3(H)+ Rotators (2016)
  • 著者名/発表者名: Georgette M. Lang, Takanori Shima, Leyong Wang, Kyle J. Cluff, Katrin Skopek, Frank Hampel, Janet Bluemel, John A. Gladysz
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 138 号: 24 ページ: 7649-7663
  • DOI: 10.1021/jacs.6b03178
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多核チタンヒドリド錯体による窒素分子の切断と水素化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 島 隆則、侯 召民
  • 雑誌名: ファインケミカル 巻: 3月号 ページ: 27-32
• [雑誌論文] Rare-Earth/Iridium Heterobimetallic Complexes with Bridging Imido and Silylmethyl Ligands: Synthesis, Structure and Reactivity (2015)
  • 著者名/発表者名: Takanori Shima, Takako Yanagi, Zhaomin Hou
  • 雑誌名: New Journal of Chemistry 巻: 39 号: 10 ページ: 7608-7616
  • DOI: 10.1039/c5nj00598a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Syntheses of Iron(0) Complexes of Symmetrical Trialkylphosphines with Three Terminal Vinyl Groups, P((CH2)mCH=CH2)3 (2015)
  • 著者名/発表者名: Georgette M. Lang, Dirk Skaper, Takanori Shima, Michael Otto, Leyong Wang, John A. Gladysz
  • 雑誌名: Australian Journal of Chemistry 巻: 68 ページ: 1342-1351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon-carbon bond cleavage and rearrangement of benzene by a trinuclear titanium hydride (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hu, T. Shima, Z. Hou
  • 雑誌名: Nature 巻: 512 号: 7515 ページ: 413-415
  • DOI: 10.1038/nature13624
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Trinuclear μ3-Silyl Complexes of Ruthenium and Group 9 Metals Having 3c-2e Interactions and Transformation of a μ3-Silyl Complex of Ru2Ir into μ-Silyl and μ3-Silylene Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Nagaoka, Takanori Shima, Toshiro Takao, Hiroharu, Suzuki
  • 雑誌名: Organometallics 巻: 33 号: 24 ページ: 7232-7240
  • DOI: 10.1021/om5010308
  • 査読あり
• [学会発表] 多核チタンヒドリド錯体による窒素分子変換反応の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 島 隆則
  • 学会等名: 第97回日本化学会春季年会特別企画
  • 発表場所: 慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2017-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] 多核チタンヒドリド錯体による窒素分子の活性化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 島 隆則
  • 学会等名: 理研シンポジウム「第17回 分析・解析技術と化学の最先端」
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉県和光市)
  • 年月日: 2016-12-16
  • 招待講演
• [学会発表] Conversion of Dinitrogen to Nitriles by Titanium Complexes (2016)
  • 著者名/発表者名: Takanori Shima
  • 学会等名: The 1st Japan-Australia Joint Symposium on Coordination Chemistry
  • 発表場所: 福岡大学(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2016-09-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 多金属チタンヒドリド錯体による窒素分子の活性化と含窒素有機化合物の合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 島 隆則
  • 学会等名: 第5回JACI/GSCシンポジウム
  • 発表場所: ANAクラウンプラザホテル神戸(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2016-06-02
• [学会発表] 様々なCp基を有するハーフサンドイッチ型チタン錯体による窒素分子の活性化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 島 隆則、胡 少偉、侯 召民
  • 学会等名: 第96回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 京田辺、同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Denitrogenation of Pyridine Derivatives Mediated by a Titanium Hydride Complex (2016)
  • 著者名/発表者名: Shoawei Hu, Gen Luo, Takanori Shima, Yi Luo, Zhaomin Hou
  • 学会等名: 第96回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 京田辺、同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Dinitrogen activation by multinuclear titanium polyhydride complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Takanori Shima, Shaowei Hu, Gen Luo, Xiaohui Kang, Yi Luo, Zhaomin Hou
  • 学会等名: PACIFICHEM2015
  • 発表場所: Hilton Hawaiian Village, Hawaii
  • 年月日: 2015-12-19
  • 国際学会
• [学会発表] Carbon-carbon bond cleavage and rearrangement of benzene by a multinuclear titanium hydride complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Shaowei Hu, Takanori Shima, Xiaohui Kang, Gen Luo, Yi Luo, Zhaomin Hou
  • 学会等名: PACIFICHEM2015
  • 発表場所: Hilton Hawaiian Village, Hawaii
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] Chemistry of Multimetallic Polyhydride Clusters: Activation and Transformation of Dinitrogen and Benzene (2015)
  • 著者名/発表者名: Takanori Shima
  • 学会等名: 第65回錯体化学討論会
  • 発表場所: 奈良、奈良女子大学
  • 年月日: 2015-09-21
• [学会発表] 多金属チタンヒドリド錯体による窒素分子の活性化と含窒素有機化合物の合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 島 隆則・Murali Mohan Guru・羅 根・胡 少偉・羅 一・侯 召民
  • 学会等名: 第62回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 大阪、関西大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 多金属チタンヒドリド錯体を用いた窒素分子の活性化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 島 隆則
  • 学会等名: 第48回有機金属若手の会夏の学校
  • 発表場所: 滋賀、白浜荘
  • 年月日: 2015-07-13
• [学会発表] Denitrogenation of pyridine by a trinuclear titanium polyhydride complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Shaowei Hu, Gen Luo, Takanori Shima, Yi Luo, Zhaomin Hou
  • 学会等名: 第95回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 船橋、日本大学
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] Synthesis of nitrogen-containing organic compounds by dinitrogen activation with multimetallic titanium polyhydrides (2015)
  • 著者名/発表者名: Murali Mohan Guru, Takanori Shima, Zhaomin Hou
  • 学会等名: 第95回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 船橋、日本大学
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] Chemistry of multimetallic polyhydride complexes: Activation and transformation of N2 and benzene (2015)
  • 著者名/発表者名: Takanori Shima
  • 学会等名: The 1st CSRS-ITbM Joint Workshop
  • 発表場所: 名古屋、名古屋大学
  • 年月日: 2015-01-07
• [学会発表] 多金属チタンヒドリド錯体を用いたベンゼンの炭素―炭素結合切断と骨格変換反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 胡 少偉・島 隆則・亢 小輝・羅 一・羅 根・侯 召民
  • 学会等名: 第61回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 福岡、九州大学
  • 年月日: 2014-09-24
• [学会発表] 窒素分子活性化による四核チタンイミド/ニトリド錯体の合成と水素化反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島 隆則・羅 根・胡 少偉・遠藤 慶徳・羅 一・侯 召民
  • 学会等名: 錯体化学会第64回討論会
  • 発表場所: 東京、中央大学
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] 多核チタンヒドリド錯体による窒素分子の活性化と触媒的アンモニア合成への展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 慶徳・島 隆則・侯 召民
  • 学会等名: 錯体化学会第64回討論会
  • 発表場所: 東京、中央大学
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] Dinitrogen Cleavage and Hydrogenation by Multinuclear Titanium Polyhydride Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Takanori SHIMA, Shaowei HU, Gen LUO, Xiaohui KANG, Yi LUO, and Zhaomin HOU
  • 学会等名: The 26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
  • 発表場所: Sapporo, Royton Sapporo Hotel
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-18
• [図書] Dinitrogen fixation by transition metal hydride complexes (2017)
  • 著者名/発表者名: Takanori Shima, Zhaomin Hou
  • 出版者: Springer
• [図書] Molecular rare earth hydride clusters (2016)
  • 著者名/発表者名: Takanori Shima, Zhaomin Hou
  • 出版者: Springer
• [図書] 水素利用技術集成vol.4 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島隆則、侯召民ほか
  • 総ページ数: 332
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考] 侯有機金属化学研究室
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/organometallic/index.html
• [産業財産権] 金属錯体、及び、金属錯体を用いた含窒素有機化合物の合成法 (2015)
  • 発明者名: 侯召民・島隆則・グルムラリモハン
  • 権利者名: 侯召民・島隆則・グルムラリモハン
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-03-05