本研究では、一連の金属ポリヒドリドクラスターを用いて、アンモニアおよび窒素分子の不活性小分子の活性化に取り組んできた。その結果、同種のルテニウムのみから成る三核ルテニウムクラスターを用いることで、アンモニアのN-Hが切断されることを見出した。特に三重架橋オキソ錯体が水分子を脱離することで、アンモニアに対する高い活性化能を発現することを明らかにしてきた。 本年度では、ルテニウムおよびオスミウムからなる異種金属ポリヒドリドクラスターを新規に合成して、それらがルテニウムのみから成るクラスターと比べてアンモニアに対して高い活性を示すことを明らかにした。Ru_2Osクラスターはすでに合成手法が確立されていたので、RuOs_2クラスターおよびOs_3クラスターの合成に取り組んだ。RuOs_2クラスターは単核ルテニウムメトキソ錯体と二核オスミウムテトラヒドリド錯体を水素圧下でカップリングすることで合成した。これに対してOs_3クラスターは、単核オスミウムペンタヒドリド錯体とカチオン性二核オスミウムペンタヒドリド錯体との脱水素カップリングによって得た。 一連のルテニウムおよびオスミウムから成る三核クラスターに酸素原子を導入するため、種々の酸化剤との反応を検討した結果、等量のtert-ブチルヒドロペルオキシドを添加することで、それぞれの三重架橋オキソ錯体が高収率で得られることを見出した。得られたオキソクラスターとアンモニアとの反応を検討したところRu_3<Os_3<Ru_2Os<RuOs_2の順にアンモニアとの反応が促進されることが明らかになった。 本年度の研究によって、異なる金属を組み合わせることで、同種の金属中心のみでは為し得ないアンモニアの活性化能を発現することに成功した。
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