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2020 年度 実績報告書

アンモニアを窒素源とする革新的なアミン類合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19070
研究機関東京工業大学

研究代表者

桑田 繁樹  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (10292781)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワードアンモニア / アミン / 均一系触媒 / 金属ー配位子協奏機能
研究実績の概要

本研究は、金属とそれをとりまく配位子が協働的に作用する「協奏機能触媒」を用いて、基幹化成品であるアンモニアから付加価値の高いアミン類へと直接変換する新規触媒反応プロセスの開発を目的とするものである。ルイス酸性金属中心ーブレンステッド塩基性配位子の協働によるアンモニアのNH結合切断の実現に向け、新たな機能性配位子の開発、ならびにアンモニアおよび関連化合物の変換に取り組んだ。
その結果、イリジウムアミド触媒とアンモニアが反応して、無置換アミド(NH2)種が生じること、さらにこれが高い求核性を示し、フルオロアレーン部位に対する分子内求核置換反応を起こすことを見いだした。分子間触媒反応への展開には至らなかったものの、ルイス酸性金属中心ーブレンステッド塩基性配位子が協働してアンモニアを活性化、変換することを実証した成果である。
また、ルイス酸性金属中心に配位したアンモニアを脱プロトン化する配位子として、アミド配位子だけでなく、ピラゾラト、2-キノリル、オキシマトなど、金属遠隔位にブレンステッド塩基点をもつ様々な配位子を開発し、その塩基性度を評価した。
さらに、アンモニアを直接の基質に用いる反応ではないものの、ギ酸アンモニウムを窒素源とするカルボニル化合物の触媒的アミノ化反応に対してイリジウム錯体が有効であることを明らかにした。
一連の結果は、協奏機能触媒を用いるアンモニアの活性化の実証例であるとともに、触媒反応開発のための基礎的知見を与えるものである。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis, structures, and reactivities of six-membered C N chelate protic pyrazole complexes of iridium2021

    • 著者名/発表者名
      Kashiwame Yohei、Ikariya Takao、Kuwata Shigeki
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 197 ページ: 115036~115036

    • DOI

      10.1016/j.poly.2021.115036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A diazene-bridged diruthenium complex with structural restraint defined by single meta-diphosphinobenzene2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Satoshi、Toda Tatsuro、Kuwata Shigeki
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 50 ページ: 4789~4795

    • DOI

      10.1039/D0DT04398B

  • [雑誌論文] Central N-heterocyclic carbene moieties in protic pincer-type bis(pyrazole) ligands: Perturbation on steric and electronic properties of ruthenium center2020

    • 著者名/発表者名
      Toda Tatsuro、Kuwata Shigeki
    • 雑誌名

      Journal of Organometallic Chemistry

      巻: 917 ページ: 121270~121270

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2020.121270

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coordination Chemistry of Protic Pincer-Type Bis(pyrazolyl)pyridines and Related Compounds2020

    • 著者名/発表者名
      Kuwata Shigeki
    • 雑誌名

      Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry

      巻: 76 ページ: 21~30

    • DOI

      10.4019/bjscc.76.21

    • 査読あり
  • [学会発表] ベンゾキノンジオキシム配位子をもつジメチルスルホキシド-ルテニウム錯体の脱プロトン化反応2021

    • 著者名/発表者名
      原田卓弥、桑田繁樹
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] ジプロティックな facial-三座型ビス(ピラゾール)配位子をもつルテニウム錯体の配位子交換反応2021

    • 著者名/発表者名
      川崎健太郎、斎藤研人、榧木啓人、桑田繁樹
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] プロティックなピラゾール-イソインドリン型ピンサー配位子をもつルテニウム錯体の軸配位子交換反応2021

    • 著者名/発表者名
      高橋尚吾、鈴木智之、戸田達朗、桑田繁樹
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 酸化還元活性なベンゾキノンジオキシム配位子をもつ6配位ルテニウム錯体の合成と反応性2020

    • 著者名/発表者名
      原田卓弥、桑田繁樹
    • 学会等名
      錯体化学会第70回討論会
  • [学会発表] プロティックな facial-三座型ビス(ピラゾール)配位子をもつルテニウム錯体の合成と反応2020

    • 著者名/発表者名
      川崎健太郎、斎藤研人、榧木啓人、桑田繁樹
    • 学会等名
      錯体化学会第70回討論会
  • [学会発表] プロティックな facial-三座型ビス(ピラゾール)配位子をもつルテニウム錯体の合成と反応2020

    • 著者名/発表者名
      川崎健太郎、斎藤研人、榧木啓人、桑田繁樹
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] イソインドリンを骨格中心にもつプロティックなルテニウムピンサー型錯体の合成と反応性2020

    • 著者名/発表者名
      高橋尚吾、鈴木智之、戸田達朗、桑田繁樹
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] ベンゾキノンジオキシム配位子をもつ6配位ルテニウム錯体の合成と反応性2020

    • 著者名/発表者名
      原田卓弥、桑田繁樹
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [備考] 桑田研究室ホームページ

    • URL

      http://www.apc.titech.ac.jp/~skuwata/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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