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2016 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, 理学院, 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

前年度までに,6,6"-bis(phosphino)terpyridineをN,P-多座配位子とすることで,様々な組み合わせを持つ異種二核金属錯体が効率的に合成できることを明らかにした。そこで本年は,計算化学的手法も用いながら,これらの錯体の反応性について調査し,特に触媒反応への利用を検討した。その結果,13族金属-パラジウム二核錯体の中でも,ガリウム,インジウムと比較してとりわけアルミニウム-パラジウム錯体の構造が特徴的であること,ならびにこれがシランの活性化反応に極めて高い触媒活性を示すことを見出した。すなわち,アルミニウム配位子の場合だけ,そのトランス位置換基が大きく不安定化されていることが構造解析や計算化学的検討から明らかになった。また、これに起因して様々なカルボニル化合物のヒドロシリル化反応や,アルコールの脱水素シリル化反応が円滑に進行することがわかった。一部の反応基質については,通常のパラジウム錯体を用いるよりも触媒活性や選択性,副反応の有無などにおいて,優れた結果を与えることも分かった。現在,これらの反応の一般性の拡大,触媒活性の向上について検討しており,今後合成反応としての有用性を確立することを目指す。また,遷移状態探索支援ソフトウェアを使用し,これらの反応の遷移状態の探索や反応機構の検討も行っており,アルミニウム配位子の特異な反応性の起源を探っている。これらの知見は,本二核金属錯体の有用性を実証するものとして重要である。

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

13族金属-パラジウム二核錯体の触媒活性を明らかとし,アルミニウム配位子の特異な反応性を見出すことができたから。

今後の研究の推進方策

触媒反応の一般性の拡大,触媒活性の向上について検討し,合成反応としての有用性を確立することを目指す。また,理論計算による反応機構の解析,アルミニウム配位子の特異な反応性の起源の解明を目指す。また,他の金属の組み合わせにもついて,錯体合成,触媒反応開発,理論計算よる遷移状態探索を行い,本研究の骨子である二核金属錯体の触媒機能について理解を深める。

次年度使用額が生じた理由

今年度は,既存の薬品類,金属反応剤,無機試薬,ガラス器具を用いることで研究を推敲することができ,消耗品の購入額が予想より少なかった。また,備品類として更新の可能性を考えていたグローブボックスなども,既設の物がまだ使用出来たため,購入しなかった。

次年度使用額の使用計画

次年度は,本年度見出した触媒反応について徹底的に検討を行うため,薬品類などの消耗品費がかさむことが予想されるため,それらに充てる。また,反応条件検討を円滑に進めるための備品類についても購入を考える。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Metallic reductant-free synthesis of alpha-substituted propionic acid derivatives through hydrocarboxylation of alkenes with a formate salt2017

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

      Chemical Communications

      巻: 53 ページ: 3982-3985

    • DOI

      10.1039/c7cc01377a

    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis, Structure, and Catalysis of Newly Designed Palladium Complexes Having a Heavier Group 13 Metalloligand2017

    • 著者名/発表者名
      鷹谷 絢
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会 「アジア国際シンポジウム」
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川)
    • 年月日
      2017-03-18 – 2017-03-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規高周期 13 族金属-ロジウム二核錯体の合成・構造・反応性 -Al,Ga,In配位子の機能評価-2017

    • 著者名/発表者名
      植木加奈子・斉藤成将・鷹谷 絢・岩澤伸治
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 配位子の精密設計を基盤とする新しい金属触媒機能の開拓2017

    • 著者名/発表者名
      鷹谷 絢
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会 特別企画「有機合成化学を起点とするものづくり戦略」
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 配位子の精密設計を基盤とする新しい金属触媒機能の開拓2016

    • 著者名/発表者名
      鷹谷 絢
    • 学会等名
      分子研研究会 「若い世代が創る次世代型分子触媒の開発とその展望」
    • 発表場所
      分子科学研究所(岡崎)
    • 年月日
      2016-11-10 – 2016-11-10
  • [学会発表] Exploring New Transition Metal Catalysis Utilizing Rationally Designed Multifunctional Ligands2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Takaya
    • 学会等名
      第7回大津会議
    • 発表場所
      大津プリンスホテル(東京)
    • 年月日
      2016-10-17 – 2016-10-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 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2016

    • 著者名/発表者名
      鷹谷 絢
    • 学会等名
      特設分野研究の研究代表者交流会「遷移状態制御」
    • 発表場所
      独立行政法人日本学術振興会(東京)
    • 年月日
      2016-10-12 – 2016-10-12
  • [学会発表] 新しいピンサー型錯体の創製と利用 ー触媒設計に基づく合成反応開発の面白さー2016

    • 著者名/発表者名
      鷹谷 絢
    • 学会等名
      有機元素化学セミナー
    • 発表場所
      中央大学(東京)
    • 年月日
      2016-09-17 – 2016-09-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis, Structure, and Catalysis of Newly Designed Palladium Complexes Having a Heavier Group 13 Element as a Supporting Ligand2016

    • 著者名/発表者名
      鷹谷 絢,岩澤伸治
    • 学会等名
      錯体化学会 第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学 七隈キャンパス(福岡市城南区)(福岡)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] ビスホスフィノターピリジンをN,P-多座配位子として利用する ガリウム-イリジウム二核金属錯体の合成と反応2016

    • 著者名/発表者名
      斉藤成将,鷹谷絢,岩澤伸治
    • 学会等名
      錯体化学会 第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学 七隈キャンパス(福岡市城南区)(福岡)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] 新規PGaP-ピンサー型配位子をもつロジウム錯体の合成と反応2016

    • 著者名/発表者名
      植木 加奈子・斉藤 成将・鷹谷 絢・岩澤 伸治
    • 学会等名
      錯体化学会 第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学 七隈キャンパス(福岡市城南区)(福岡)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] 配位子の精密設計を基盤とする新しい金属触媒機能の開拓2016

    • 著者名/発表者名
      鷹谷 絢
    • 学会等名
      先端物質化学講演会 ― 有機化学のフロンティア ―
    • 発表場所
      九州大学先導物質化学研究所(筑紫地区)(福岡)
    • 年月日
      2016-08-30 – 2016-08-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis, Structure, and Catalysis of New Transition Metal Complexes Having a Heavier Group 13 Element as a Supporting Ligand2016

    • 著者名/発表者名
      鷹谷 絢
    • 学会等名
      the 20th International Symposium on Homogeneous Catalysis
    • 発表場所
      京都テルサ(京都)
    • 年月日
      2016-07-10 – 2016-07-15
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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