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2019 年度 実績報告書

窒素分子及び水素分子の新しい変換反応の開発

計画研究

研究領域高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出
研究課題/領域番号 15H05798
研究機関東京大学

研究代表者

西林 仁昭  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40282579)

研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワードアンモニア / 鉄 / ロジウム / イリジウム
研究実績の概要

当研究室ではこれまでにピロール骨格を有するPNP型ピンサー配位子を持つ鉄、コバルト、バナジウム窒素錯体による触媒的アンモニア生成反応の開発に成功してきた。一連の触媒を用いた反応で、より高活性な反応系の開発を目指して検討を行う過程で、同様のピロール骨格を有するPNP型ピンサー配位子を持つチタン及びジルコニウム窒素錯体の合成と反応性の検討を行った。様々な反応条件下で触媒的窒素固定反応の検討を行ったが、化学量論量のアンモニアとヒドラジンの生成に留まった。
また、同様のピロール骨格を有するPNP型ピンサー配位子を持つロジウム窒素錯体の設計と合成に成功した。合成に成功したロジウム窒素錯体を用いた触媒的アンモニア生成反応及び触媒的シリルアミン生成反応の検討を行った。その結果、触媒的アンモニア生成反応に関しては、化学量論量のアンモニアとヒドラジンの生成に留まったが、触媒的シリルアミン生成反応には触媒能を示すことを確認した。反応に用いたロジウムあたり最高20当量程度のシリルアミンが生成することを確認した。本研究成果は、ロジウム窒素錯体を触媒として利用した触媒的窒素固定反応の開発に成功した世界で初めての成功例である。
更に、ロジウムと同族元素であるイリジウム窒素錯体の合成を様々な反応条件下で検討を試みたが、残念ながら現時点では同様のピロール骨格を有するPNP型ピンサー配位子を持つイリジウム窒素錯体の合成には成功していない。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (55件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (41件) (うち国際学会 10件、 招待講演 10件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Catalytic Reactivity of Polystyrene-Supported Molybdenum Pincer Complexes toward Ammonia Formation2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Arashiba, Takayuki Itabashi, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 48 ページ: 693-695

    • DOI

      10.1246/cl.190193

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic Reactivity of Molybdenum-Trihalide Complexes Bearing PCP-Type Pincer Ligands2019

    • 著者名/発表者名
      Aya Eizawa, Kazuya Arashiba, Akihito Egi, Hiromasa Tanaka, Kazunari Nakajima, Kazunari Yoshizawa, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 14 ページ: 2091-2096

    • DOI

      10.1002/asia.201900496

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic C-H Borylation Using Iron Complexes Bearing 4,5,6,7-Tetrahydroisoindol-2-ide-Based PNP-Type Pincer Ligand2019

    • 著者名/発表者名
      Takeru Kato, Shogo Kuriyama, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 14 ページ: 2097-2101

    • DOI

      10.1002/asia.201900501

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molybdenum-Catalyzed Ammonia Production with Samarium Diiodide and Alcohols or Water2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Ashida, Kazuya Arashiba, Kazunari Nakajima, and Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 568 ページ: 536-540

    • DOI

      10.1038/s41586-019-1134-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Water Oxidation Reaction with Use of Triarylamine Radicals as Single-Electron Oxidants and Pyridines as Bases2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Toda, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 48 ページ: 1006-1008

    • DOI

      10.1246/cl.190333

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alkylation Reactions of Azodicarboxylate Esters with 4-Alkyl-1,4,-Dihydropyridines under Catalyst-Free Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Nakajima, Yulin Zhang, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 21 ページ: 4642-4645

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b01537

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Catalytic Reactivity of Bis(molybdenum-trihalide) Complexes Bridged by Ferrocene Skeleton toward Catalytic Nitrogen Fixation2019

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Itabashi, Kazuya Arashiba, Hiromasa Tanaka, Asuka Konomi, Aya Eizawa, Kazunari Nakajima, Kazunari Yoshizawa, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 38 ページ: 2863-2872

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.9b00263

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalysed Enantioselective Intramolecular Etherification of Propargylic Esters: Synthetic Approach to Chiral Isochromans2019

    • 著者名/発表者名
      Shiyao Liua, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 9 ページ: 18918-18922

    • DOI

      10.1039/c9ra03880a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molybdenum-Catalyzed Ammonia Formation Using Simple Monodentate- and Bidentate-Phosphines as Auxiliary Ligands2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Ashida, Kazuya Arashiba, Hiromasa Tanaka, Akihito Egi, Kazunari Nakajima, Kazunari Yoshizawa, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 58 ページ: 8927-8932

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b01340

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Practical Ammonia Synthesis from Nitrogen Gas with Samarium Diiodide and Water Catalyzed by Molybdenum-PCP Pincer Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Ashida, Shoichi Kondo, Kazuya Arashiba, Takamasa Kikuchi, Kazunari Nakajima, Seizo Kakimoto, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 51 ページ: 3792-3795

    • DOI

      10.1055/s-0039-1690151

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ruthenium-Catalysed Oxidative Conversion of Ammonia into Dinitrogen2019

    • 著者名/発表者名
      Kaunari Nakajima, Hiroki Toda, Ken Sakata, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 11 ページ: 702-709

    • DOI

      10.1038/s41557-019-0293-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Redcution of Dinitrogen into Tris(trimethylsilyl)amine Using Rhdoium Complexes with Pyrrole-Based PNP-Type Pincer Ligand2019

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Kawakami, Shogo Kuriyama, Hiromasa Tanaka, Kazuya Arashiba, Asuka Konomi, Kazunari Nakajima, Kazunari Yoshizawa, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 55 ページ: 14886-14889

    • DOI

      10.1039/C9CC06896A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheis of 1,2,4-Azadiphospholes Derivatives Based on Vanadium-Catalyzed [2+2+1] Cycloaddition Reactions of Azobenzenes with Phosphaalkynes2019

    • 著者名/発表者名
      Weinbin Liang, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 10 ページ: 12730-12733

    • DOI

      10.1039/D0RA02503H

    • 査読あり
  • [学会発表] Transition Metal-Catalyzed Reduction of Molecular Dinitrogen into Ammonia under Ambient Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      CREST講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      近畿化学協会有機金属部会第3回例会
    • 招待講演
  • [学会発表] Transition Metal-Catalyzed Reduction of Molecular Dinitrogen into Ammonia under Ambient Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      12th China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molybdenum-Catalyzed Reduction of Molecular Dinitrogen into Ammonia under Ambient Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      4th International Symposium on Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Transition Metal-Catalyzed Reduction of Molecular Dinitrogen into Ammonia under Ambient Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      筑波大学理工学群化学類講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      特許庁技術研修
    • 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦 「窒素社会」の実現に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      東京大学応用化学科談話会
    • 招待講演
  • [学会発表] ハーバー・ボッシュ法を超えるアンモニア合成法への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      西林仁昭
    • 学会等名
      分子研コロキウム
    • 招待講演
  • [学会発表] モリブデン触媒を用いたアルコール及び水をプロ トン源とするアンモニア合成反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      芦田裕也, 荒芝和也, 中島一成, 西林 仁昭
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
  • [学会発表] モリブデン錯体を触媒とした直接的 N≡N 結合切 断による窒素固定機構の理論的研究2019

    • 著者名/発表者名
      田中宏昌, 荒芝和也, 永澤彩, 中島一成, 西林仁昭, 吉澤一成
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
  • [学会発表] 銅触媒を用いたプロパルギルエステルのエナンチ オ選択的分子内エーテル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      劉詩堯, 中島一成, 西林 仁昭
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
  • [学会発表] PNP型ピンサー配位子を有するロジウム窒素錯体 を用いた触媒的窒素固定反応2019

    • 著者名/発表者名
      川上亮祐, 荒芝和也, 栗山翔吾, 中島一成, 西林 仁昭
    • 学会等名
      第66回有機金属化学討論会
  • [学会発表] モリブデン錯体を用いたアルコール及び水をプロトン源とする触媒的アンモニア合成反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      芦田裕也, 荒芝和也, 中島一成, 西林仁昭
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
  • [学会発表] Nickel- and Photoredox-Catalyzed Alkylation Cyclization Reactions of Alkynes with 4-Alkyl-1,4-dihydropyridines2019

    • 著者名/発表者名
      Yulin Zhang, Kazunari, Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      錯体化学会 第69回討論会
  • [学会発表] Ruthenium-Catalyzed Oxidative Conversion of Ammonia into Dinitrogen2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Toda, Kazunari Nakajima, Ken Sakata, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      錯体化学会 第69回討論会
  • [学会発表] Synthesis of heterophospholes based on transition metal catalyzed cycloaddition reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Wenbin Liang, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      錯体化学会 第69回討論会
  • [学会発表] 水をプロトン源とする触媒的アンモニア合成反応における置換基効果2019

    • 著者名/発表者名
      水島拓郎, 永澤彩, 芦田裕也, 荒芝和也, 中島一成, 西林仁昭
    • 学会等名
      錯体化学会 第69回討論会
  • [学会発表] ルテニウム錯体を用いた触媒的なアンモニア酸化反応2019

    • 著者名/発表者名
      戸田 広樹, 中島 一成, 坂田 健, 西林 仁昭
    • 学会等名
      第52回酸化反応討論会
  • [学会発表] 遷移金属触媒を用いた新規ヘテロホスホール合成法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      梁 聞斌, 中島一成, 西林 仁昭
    • 学会等名
      第46回有機典型元素化学討論会
  • [学会発表] PNP 型ピンサー配位子を有するロジウム窒素錯体を用いた窒素分子の触媒的シリル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      川上亮祐, 荒芝和也, 栗山翔吾, 中島一成, 西林仁昭
    • 学会等名
      第23回ケイ素化学協会シンポジウム
  • [学会発表] Catalytic Reduction of Dinitrogen to Ammonia and N(SiMe3)3 Using Rhenium Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Fanqiang Meng, Shogo Kuriyama, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      4th International Symposium on Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding
    • 国際学会
  • [学会発表] PNP型ピンサー配位子を有するモリブデン触媒を用いた水をプロトン源とした触媒的アンモニア合成反応における置換基効果2019

    • 著者名/発表者名
      光本泰知, 芦田裕也, 荒芝和也, 栗山翔吾, 中島一成, 西林仁昭
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] ピロール骨格PNP型ピンサー配位子を有するモリブデン錯体の合成と反応性2019

    • 著者名/発表者名
      田辺資明, 関口義也, 栗山翔吾, 中島一成, 西林仁昭
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] クロム錯体を用いた温和な条件での触媒的アンモニア合成法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      芦田裕也, 西林仁昭
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] Ruthenium-Catalyzed Enantioselective Propargylic Reduction of Propargylic Alcohols with Hantzsch Esters2019

    • 著者名/発表者名
      DING, Haowei; NAKAJIMA, Kazunari; SAKATA, Ken; NISHIBAYASHI, Yoshiaki
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] Ruthenium-Catalyzed Enantioselective Propargylic Substitution Reactions with Phosphine Oxides2019

    • 著者名/発表者名
      LIU, Shiyao; TANABE, Yoshiaki; KURIYAMA, Shogo; SAKATA, Ken; NISHIBAYASHI, Yoshiaki
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] 光誘起電子移動を鍵とするアンモニア酸化反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      染森皓介, 戸田広樹, 中島一成, 西林仁昭
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] Palladium- and Photoredox-Catalyzed Alkylation-Cyclization Reactions of Iodoalkylalkenes with 4-Alkyl-1,4-dihydropyridine2019

    • 著者名/発表者名
      ZHANG, Yulin; NAKAJIMA, Kazunari; NISHIBAYASHI, Yoshiaki
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] Catalytic Nitrogen Fixation Using Rhenium-Dinitrogen Complexes Bearing PNP Pincer Ligands2019

    • 著者名/発表者名
      MENG, Fanqiang; KURIYAMA, Shogo; NAKAJIMA, Kazunari; NISHIBAYASHI, Yoshiaki
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] Synthesis and Reactivity of Manganese Complexes Bearing Anionic Pincer Ligands toward Nitrogen Fixation2019

    • 著者名/発表者名
      WEI, Shenglan; KURIYAMA, Shogo; NAKAJIMA, Kazunari; NISHIBAYASHI, Yoshiaki
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] Manganese-catalyzed oxidative conversion of ammonia into dinitrogen2019

    • 著者名/発表者名
      TODA, Hiroki; NAKAJIMA, Kazunari; SAKATA, Ken; NISHIBAYASHI, Yoshiaki
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] レニウム窒素錯体を用いた窒素分子からの触媒的アンモニアおよびシリルアミン生成反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      孟凡強,栗山翔吾,中島一成, 西林仁昭
    • 学会等名
      第8回JACI/GSCシンポジウム
  • [学会発表] 4-アルキル-1,4-ジヒドロピリジンをアルキル化試薬として用いたアゾジカルボン酸エステルとのアミノ化反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      張煜林, 中島一成, 西林仁昭
    • 学会等名
      第8回JACI/GSCシンポジウム
  • [学会発表] Synthesis and Catalytic Reactivity of Dimolybdenum Trihalide Complexes Bridged by Ferrocene Skeleton toward Catalytic Nitrogen Fixation2019

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Itabashi, Kazuya Arashiba, Hiromasa Tanaka, Akihito Egi, Aya Eizawa, Kazunari Nakajima, Kazunari Yoshizawa, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      The 20th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
    • 国際学会
  • [学会発表] Ammonia Formation with Alcohols and Water as Proton Sources by Using Molybdenum Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Ashida, Kazuya Arashiba, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      The 20th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
    • 国際学会
  • [学会発表] Copper-catalyzed enantioselective intramolecular etherification of propargylic esters: Synthetic approach to chiral isochromans2019

    • 著者名/発表者名
      Shiyao Liu, Kazunari Nakajima, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      The 20th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of 1,3-Azaphospholes Based on Copper-Catalyzed [3+2] Cycloaddition Reactions of Phosphaalkynes with Isocyanoacetates2019

    • 著者名/発表者名
      Wenbin Liang, Kazunari Nakajima, Ken Sakata, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      The 20th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
    • 国際学会
  • [学会発表] Ruthenium-Catalyzed Oxidative Conversion of Ammonia into Dinitrogen2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Toda, Kazunari Nakajima, Ken Sakata, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      The 20th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
    • 国際学会
  • [学会発表] Ruthenium-Catalyzed Oxidative Conversion of Ammonia into Dinitrogen2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Toda, Kazunari Nakajima, Ken Sakata, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      Nature 150th Anniversary Sympodium
    • 国際学会
  • [備考] 世界で初めて!窒素ガスと水からのアンモニア合成に成功

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/nishiba/press.html

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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