新規機能性金属錯体マテリアルの創出とキノリン、インドールライブラリー構築への展開

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14657559
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 下田 正彦 独立行政法人物質・材料研究機構, 材料研究所, 主席研究員 (60343836)
• 研究分担者: 西田 篤司 千葉大学, 薬学部, 教授 (80130029)
• キーワード: 触媒 / 有機金属錯体 / ガリウム砒素単結晶 / 分子線エピタキシィ / 硫黄 / 炭素-炭素結合 / テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム

研究概要

創薬化学・有機合成化学で重要な有機金属錯体触媒の固定に関する研究を行っている。すなわち、従来溶液として用いられる有機金属錯体を、基板(半導体、金属、絶縁体)表面上に固定することで、より安定で、再利用可能な新素材の開発を試みている。
昨年度までの研究で、硫黄原子の(2x6)構造をもつガリウム砒素単結晶基板(分子線エピタキシ装置で作成したガリウム砒素単結晶基板に真空中で硫黄を蒸着、極高真空条件下での熱処理で得た)に対し、有機パラジウム錯体の一つであるテトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム(Pd(PPh_3)_4)の固定を試みたところ、これが溶液中での有機パラジウム、錯体よりも高い触媒活性を示し、かつ複数回の反応の後でも触媒活性が維持されることを見出した。
今年度は、この系の安定性をより高めること、及び反応効率を改善することを目的に、基板の処理方法の改善を試みた。その結果、真空蒸着の代わりに、多硫化アンモニウム((NH_4)_2Sx)を用いた溶液処理による硫黄処理が有効であることを見出した。すなわち、この処理を施した試料では、初回の反応効率が100%に近く、それが数回以上持続すること、さらに10数回の反応の後でも触媒活性が維持されるなど、効率、安定性ともに大幅な改善を達成した。

研究成果

• [文献書誌] M.Arisawa, S.Tsukamoto, M.Shimoda, M.Pristovesk, A.Nishida: "Novel Organopalladium Material Formed on a Sulfur-Terminated GaAs(001) Surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 41. L1197-L1199 (2002)
• [文献書誌] Mitsuhiro Arisawa, Yukiyoshi Terada, Masako Nakagawa, Atsushi Nishida: "Selective Isomerization of Terminal Olefin Catalyzed by a Ruthenium Complex : A Novel Indole Synthesis via Ring-Closing Metathesis (RCM)"Angewandte Chemie International Edition. 41(24). 4732-4734 (2002)
• [文献書誌] Mitsuhiro Arisawa, Yuko Ando, Masamichi Yamanaka, Masako Nakagawa, Atsushi Nishida: "Novel synthetic method for 2,3-Dihydro-3-halo-3-methylindole from N-Acetyl-2-isopropenylaniline by intramolecular haloamination"Synlett. 1514-1516 (2002)
• [文献書誌] Masako Nakagawa, Hideharu Uchida, Takeshi Watanabe, Yoshiyuki Kimura, Mariko Yamabe, Koji Ono, Riichiro Tsuji, Masakatsu Akiba, Yukiyoshi Terada, Dai Nagaki, Sachiko Ban, Naoki Miyashita, Takuya Kano, Chumpol Theeraladanon, Keisuke Hatakeyama, Mitsuhiro Arisawa, Atsushi Nishida: "Preparative Synthesis of 3,4,4a,5,8,8a-Hexahydro-2H-isoquinolin-1-one Ring System by the Diels-Alder Reaction of Optically Active Dienophile, 5,6-Dihydro-1H-pyridin-2-one derivative with Siloxydiene"Heterocycles. 59(2). 721-733 (2003)