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2015 年度 実施状況報告書

遷移状態制御を基盤とする多金属協同作用系触媒の理論設計

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0059
研究機関東京工業大学

研究代表者

鷹谷 絢  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (60401535)

研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2018-03-31
キーワード合成化学
研究実績の概要

本研究の目的は,「理論計算による遷移状態制御に基づく金属間協同作用(触媒機能)の理解と深化」を鍵として,異種二核金属錯体を触媒とする不活性分子の革新的変換反応を開発することである。①多様な金属-金属間結合を持つ異種二核金属錯体群の創出(錯体化学),②触媒機能の探求(理論計算),②不活性分子の触媒的変換反応の開発(合成化学)の3ステージに大別した研究実施計画を立てている。
本年度は,基礎となる多様な金属間結合を持つ異種二核金属錯体の合成について,集中的に検討を行った。その結果,独自に開発したターピリジンを基本骨格とするN,P-多座配位子を用いることで,高周期13族元素と8-10族の後周期遷移金属との結合を持つ多様な金属錯体群の創出に成功した。そのほとんどの構造をX線結晶構造解析により明らかにすることにも成功した。また,高周期遷移金属-高周期遷移金属の組み合わせを持つ錯体についても,組み合わせは限定的ながら合成に成功した。
また,高周期14族元素-後周期遷移金属の組み合わせを持つ錯体群に関しては,PSiN-ピンサー型配位子を持つ白金錯体の合成と,それを利用した電子不足アレーン類の炭素-水素結合直接ホウ素化反応の開発に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究の基礎を成す,様々な組み合わせを持つ異種二核金属錯体の合成と構造解析に成功したから。
また,非対称PSiN-ピンサー型配位子を持つ白金錯体を用いることで,電子不足アレーン類の炭素-水素結合の直接ホウ素化反応の開発に成功し,論文発表することができたから(Chemical Communications, 2015, 51, 17762)。

今後の研究の推進方策

合成した異種二核金属錯体の反応性について調査し,その特質を明らかにすると共に,触媒反応への利用を試みる。
また,13族金属以外の典型金属や遷移金属を導入した異種二核金属錯体の効率的合成法の確立を目指す。
非対称PSiN-ピンサー型白金錯体を用いる炭素-水素結合直接ホウ素化反応については,ホウ素以外の元素化合物の合成への展開や,ケイ素や白金以外の組み合わせに関して検討し,合成反応としての有用性を向上させるべく検討を行う。

次年度使用額が生じた理由

今年度は,既存の薬品類,金属試薬,ガラス器具を用いることで研究を行うことができたため,消耗品の購入額が少額となった。研究が進展する次年度以降は,有機薬品などの消費量が増加することが予想されるため,次年度へと持ち越すこととした。

次年度使用額の使用計画

錯体合成に必要な金属試薬,配位子合成や反応条件の検討に必要な有機試薬,溶媒類,ガラス類の購入費に充てる。場合によっては,反応条件検討を効率的に行うことが可能な合成反応装置などを購入する可能性もある。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Fluorine-controlled C-H borylation of arenes catalyzed by a PSiN-pincer platinum complex2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Takaya, Shisei Ito, Hironori Nomoto, Narumasa Saito, Naohiro Kirai and Nobuharu Iwasawa
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 51 ページ: 17662-17665

    • DOI

      10.1039/C5CC07263H

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Use of Formate Salts as a Hydride and a CO2 Source in PGeP-Palladium Complex-Catalyzed Hydrocarboxylation of Allenes2015

    • 著者名/発表者名
      Chuan Zhu, Jun Takaya, and Nobuharu Iwasawa
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 ページ: 1814-1817

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b00692

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] PSiN-ピンサー型金属錯体を触媒として用いる アレーンまたはアルケン類のホウ素化反応の開発2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 志成・鷹谷 絢・岩澤 伸治
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会(2016)
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-24
  • [学会発表] Synthesis, Structure, and Reactivity of Gallium-Iridium Heterobime- tallic Complexes Utilizing an N,P-Multidentate Ligand2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤成将・鷹谷 絢・岩澤 伸治
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会(2016)
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-24
  • [学会発表] 高周期14族元素含有ピンサー型錯体の化学 ー触媒設計に基づく合成反応開発の面白さー2015

    • 著者名/発表者名
      鷹谷 絢
    • 学会等名
      パイスター分子制御による未来型物質変換研究拠点 第1回若手シンポジウム
    • 発表場所
      関西学院大学神戸三田キャンパス (兵庫県)
    • 年月日
      2015-12-12 – 2015-12-12
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis, Structure, and Reactivity of Gallium-Late Transition Metal Heterobimetallic Complexes2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤成将,鷹谷 絢,岩澤 伸治
    • 学会等名
      IKCOC-13
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル(京都)
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-11
    • 国際学会
  • [学会発表] PSiN-ピンサー型配位子をもつ白金錯体を触媒とする芳香族炭素-水素結合ホウ素化反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤 志成,野本 浩礼,斎藤 成将,喜来 直裕,鷹谷 絢,岩澤 伸治
    • 学会等名
      第 62 回 有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府)
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-08

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公開日: 2017-01-06  

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