窒素分子の活性化と化学的利用

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04241101
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 干鯛 眞信 東京大学, 工学部, 教授 (60011011)
• 研究分担者: 吉田 寿勝 大阪府立大学, 総合科学部, 教授 (50029443) ; 森 美和子 北海道大学, 薬学部, 教授 (80001981) ; 巽 和行 名古屋大学, 理学部, 教授 (10155096) ; 伊藤 嘉彦 京都大学, 工学部, 教授 (40026018) ; 秋鹿 研一 東工大, 総合理工学研究科, 教授 (20016736)
• キーワード: モリブデン窒素錯体 / ピロール / 混合金属窒素錯体 / 担持ルテニウム触媒 / イソニトリル錯体 / バナジウム-硫黄錯体 / フタルイミド / イミド錯体

研究概要

1.MoおよびWの三級ホスフィン錯体に配位した窒素分子を、錯形成下で新規なピロリルイミド配位子へと変換できることを見いだした。本錯体はLiAlH_4で処理するとピロールやアミノピロールを与えた。また複数の金属中心を用いる特異な窒素固定系の開発に関連して、WとTi、Zr,Hfなど4族金属元素を含む架橋型窒素錯体の合成、CrやRuなどの錯体上で配位活性化されたフルオロアレーンとアニオン型W窒素錯体との反応による混合金属架橋アリールジアゼニド錯体の合成などにも成功した(干鯛)。
2.Al_2O_3やMgOに担持したルテニウム上への吸着窒素分子が、硝酸セリウムの添加や酸化-還元サイクルによるルテニウム粒子の高分散化などによりさらに活性化されることをFT-IR測定により解明し、アンモニア生成反応に対する触媒活性との関連を明らかにした。(秋鹿)。
3.窒素と等電子構造をもつ三級アルキルイソシアニドを配位子とするパラジウム錯体は、Si-Siσ結合切断反応に有効であり、フェニルアセチレンや電子不足オレフィンのジシリルを触媒することを見いだした(伊藤)。
4.バナジウムを含む窒素固定酵素活性部位モデルに関連して、三座硫黄配位子3-チアペンタン-1,5-ジチオラート(tpdt)を有するバナジウムの新規錯体[V(tpdt)_2]^-を単離し、その構造を解明した(巽)。
5.分子状窒素を窒素源とする新規な含窒素複素環化合物合成法として、TiCl_4/Li系によりMe_3SiClとN_2から触媒的に生成するN(SiMe_3)_3を無水フタル酸と系中で反応させることによりフタルイミドを得る反応を開発した(森)。
6.環状テトラチアエーテルMe_3[16]aneS_4を補助配位子とする窒素錯体から誘導されるイミド錯体はアセトンやベンズアルデヒドに付加し、α-ヒドロキシアルキルイミド錯体(MoNC(OH)RR')を与えることを見いだした(吉田)。

研究成果

• [文献書誌] Hidetake Seino: "1-Pyrrolylimido Complexes of Molybdenum and Tungsten: Synthesis of Pyrrole from Molecular Nitrogen" J.Am.Chem.Soc.116. 7433-7434 (1994)
• [文献書誌] Youichi Ishii: "Bimetallic Arylation of Molecular Nitrogen" Organometallics. 13. 5062-5071 (1994)
• [文献書誌] Yasushi Mizobe: "Preparation of Heterobimetallic Complexes with a Bridging Dinitrogen Ligand [WX(PMe_2Ph)_4(μ-N_2)MCp_2Cl](M=Ti, X=Cl, M=Zr, Hf, X=I)" Organometallics. 13. 3764-3766 (1994)
• [文献書誌] Yuji Harada: "Preparation of Molybdenum and Tungsten Diazoalkane-Aminocarbene Complexes cis, trans-[MX_2(NN=CMePh){=C(Me)NHBu^1}(PMe_2Ph)_2]" Chem.Lett.797-800 (1994)
• [文献書誌] Shigeki Kuwata: "Catalytic N-N Bond Cleavage of Hydrazines at the Coordinatively Unsaturated Diruthenium Center in [Cp^*Ru(μ-SR)_2RuCp^+]" Inorg.Chem.33. 3619-3620 (1994)
• [文献書誌] Masanobu Hidai: "Recent Advances in the Chemistry of Dinitrogen Complexes" Chem.Rev.95(印刷中). (1995)
• [文献書誌] Yasushi Mizobe: "Synthesis and Reactivities of Diazoalkane Complexes" Coord.Chem.Rev.(印刷中). (1995)
• [文献書誌] Jun Kubota: "Infrared Studies of Adsorbed Dinitrogen on Supported Ruthenium Catalysts for Ammonia Synthesis" J.Phys.Chem.98. 11293-11300 (1994)
• [文献書誌] Yasuo Izumi: "Adsorbed Hydrogen Effect on the Adsorption and Reactivity of N_2 Molecules on Ru/MgO and Ru-Cs^+/MgO" Bull.Chem.Soc.Jpn.67. 3191-3200 (1994)
• [文献書誌] 秋鹿 研一: "鉄に代わるルテニウムを触媒とする新しいアンモニア合成法" 化学と教育. 42. 680-684 (1994)
• [文献書誌] 秋鹿 研一: "新世代アンモニア合成プロセス" 化学工業. 46. 31-35 (1995)
• [文献書誌] Yasuo Izumi: "New Supported [Ru_6N] Clusters as a Potential Transition Metal Nitride Catalyst" Chem.Lett.137-138 (1995)
• [文献書誌] Masahiro Murakami: "Syntheses and Interconversion of [Bis(silyl)alkene]palladium(0) and Bis(silyl)palladium(II) Complexis" Organometallics. 13. 2900-2902 (1994)
• [文献書誌] Michinori Suginome: "Novel Activation of Two Si-Si σ-Bonds in a Molecule by tert-Alkyl Isocyanide-Palladium Complexes" Organometallics. 13. 4148-4150 (1994)
• [文献書誌] Michinori Suginome: "Palladium-Catalyzed Intramolecular Cyanosilylation of Alkynes Leading to Stereoselective Synthesis of α,β-Unsaturated Nitriles" Tetrahedron Lett.35. 8635-8638 (1994)
• [文献書誌] Masahiko Hada: "Theoretical Study on the Reaction Mechanism and Regioselectivity of Silastannation of Acetylenes with a Palladium Catalyst" J.Am.Chem.Soc.116. 8754-8765 (1994)
• [文献書誌] Kazuyuki Tatsumi: "Linear vs Bent M-O-R Bonds in d^o Metal Alkoxides: X-ray Crystal Structure of (C_5Me_5)Ta(S^tBu)(O^nBu) and EHMO Analysis" J.Organomet.Chem.471. 111-115 (1994)
• [文献書誌] Nobumasa Kitajima: "Monomeric Carboxylate Ferrous Complexes as Models for the Dioxygen Binding Sites in Non-Heme Iron Proteins" J.Am.Chem.Soc.116. 9071-9085 (1994)
• [文献書誌] Hiroyuki Kawaguchi: "A Zigzag Chain Structure of a 3-Thiapentane-1,5-dithiolato Vanadium Complex Linked by Lithium Ions" J.Chem.Soc.,Chem.Commun.111-112 (1995)
• [文献書誌] 巽 和行: "理論化学は遷移元素をどこまで扱えるか?" 化学と工業. 47. 1288-1291 (1994)
• [文献書誌] Miwako Mori: "Incorporation of Molecular Nitrogen into Orgaanic Compounds. Titanium Catalyzed Nitrogenation" Heterocycles. 39. 729-739 (1994)
• [文献書誌] Masanori Hori: "Synthesis of Heterocycles Using a New Nitrogen Fixation Method Utilizing TiCl_4-Li-TMSCl" J.Org.Chem.(印刷中). (1995)
• [文献書誌] Toshikatsu Yoshida: "Reversible Addition of Carbonyl Compounds to Parent Imido Complex: Preparation and Crystal Structures." J.Chem.Soc., Chem.Commun.151-152 (1994)