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2021 年度 実績報告書

遷移金属協働作用系触媒の機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20H02732
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) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード有機合成化学
研究実績の概要

本研究は「金属間協働作用の戦略的利用を可能にする多核遷移金属錯体触媒の精密設計と機能開拓」に取り組み,通常の単核金属では実現困難な「二酸化炭素や水などの普遍小分子を合成素子とする新しい分子変換反応」や「単純飽和炭化水素のsp3C-H結合変換反応」といった高難度分子変換反応を実現することを目指すものである。本年度は,前年度合成に成功したRu-Pd錯体誘導体の二酸化炭素の光還元触媒能の評価と,その他の様々な異種遷移金属二核錯体の合成と構造解析に取り組んだ。 その結果,Ru-Pd二核錯体を触媒として,アミンを犠牲還元剤として用いる系において,二酸化炭素の一酸化炭素への光還元が円滑に進行することを見出した。同じ2電子間原生生物であるギ酸はほとんど生成せず,高い選択性を示した。ルテニウム上の配位子の効果が大きく,特にトリフェニルホスフィンを持つ錯体において触媒活性が高かった。触媒回転数は200を超え,従来の単一錯体触媒を用いる二酸化炭素光還元反応において,最高レベルの触媒活性を示すことを明らかとした。さらにルテニウム以外の酸化還元活性金属との二核錯体化について広く検討した結果,クロムから亜鉛までの第4周期遷移金属とロジウムとの二核錯体合成に成功した。一部の錯体を除き,その殆どにおいてX線結晶構造解析にも成功し,その構造を明らかにした。また,紫外可視吸収スペクトルや電気化学測定を行い,その2つの金属の酸化状態や反応性に関する基礎的知見を得ることができた。

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

Ru-Pd錯体の触媒機能を明らかにすることに成功し,また他の異種遷移金属二核錯体の合成と構造解析にも成功したから。

今後の研究の推進方策

成果発表,ならびにさらなる反応開発に取り組む。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Photo-promoted Skeletal Rearrangement of o-Anisyldimesitylborane Involving C-H/C-O/C-B Bond Cleavage2022

    • 著者名/発表者名
      K. Hirai, Y. Homma, T. Ito, N. Iwasawa, J. Takaya*
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1246/cl.220106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile Synthesis and Utilization of Bis(o-phosphinophenyl)zinc as Isolable PZnP-pincer Ligands Enabled by Boron-Zinc Double Transmetallation2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kazuishi、Harada Takuma、Iwasawa Nobuharu、Takaya Jun
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1039/D2DT01222G

    • 査読あり
  • [学会発表] Ambiphilicホスフィン-ボロン化合物の光/熱による可逆な芳香環分解反応2022

    • 著者名/発表者名
      黒木 海都,伊藤 龍好,岩澤 伸治,鷹谷 絢
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会(2022)
  • [学会発表] 複数のケイ素配位子をもつCpレニウムヒドリド錯体の合成・構造・反応性2022

    • 著者名/発表者名
      森田 悠斗,伊藤 龍好,岩澤 伸治,鷹谷 絢
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会(2022)
  • [学会発表] アリールケトンの炭素-炭素sigma-結合ホウ素化反応2022

    • 著者名/発表者名
      藤巻 友樹,岩澤 伸治,鷹谷 絢
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会(2022)
  • [学会発表] 金属複合触媒の創製と機能開拓2021

    • 著者名/発表者名
      鷹谷絢
    • 学会等名
      第48回オルガノメタリックセミナー「効率的分子変換のフロンティア」
    • 招待講演
  • [学会発表] フラストレイテッドルイスペアの光骨格転位反応2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤龍好,平井宏典,本間優生,岩澤伸治,鷹谷絢
    • 学会等名
      第67回有機金属化学討論会
  • [学会発表] ルテニウム-パラジウム二核錯体を光触媒とするを用いた二酸化炭素の光還元反応2021

    • 著者名/発表者名
      楊 斯騰,小川功喜,鷹谷絢,岩澤伸治
    • 学会等名
      第67回有機金属化学討論会
  • [学会発表] Ambiphilicホスフィン-ボラン化合物の光骨格転位反応による1,4-ホスファボリン誘導体の効率的合成2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤龍好、平井宏典、本間優生、岩澤伸治、鷹谷絢
    • 学会等名
      第 118 回有機合成シンポジウム

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公開日: 2022-12-28  

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