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本研究では、シクロペンタジエノン/ヒドロキシシクロペンタジエニル金属錯体の示す金属-配位子協働作用を用いて、種々の結合活性化反応を開発した。まず理論計算に基づき設計・合成された電子不足シクロペンタジエノン配位子を持つイリジウム(I)ヒドリド錯体は、ベンゼン、メタン等の単純炭化水素の炭素-水素結合を切断することを示した。機構解析により、本錯体はメタンの分子間脱プロトン化を進行させることが分かった。さらに、明らかになった錯体のプロトン親和性を、ヒドリド性を持つホウ素-水素結合の脱プロトン化反応へ応用した。反応後ヒドロキシシクロペンタジエニルイリジウム(III)ボリル錯体を単離し、ホウ素-水素結合の初の極性転換を実証した。類似の反応はケイ素-水素結合の極性転換にも適用可能であることを示した。
一方、更に高活性な結合切断反応および続く官能基化反応を志向して、低原子価前周期遷移金属であるバナジウム(I)を持つシクロペンタジエノン錯体を新たに合成した。当錯体は電子豊富な低原子価バナジウムに由来する強力な金属-配位子間電子移動を示した。また、得られた錯体をカルボニル化合物の移動水素化反応を応用し、これまで後周期遷移金属に限定されていた化学を前周期遷移金属へ展開できる可能性を示した。
以上、本研究では新規シクロペンタジエノン金属錯体を用いて従来とは異なる結合切断法をその素反応に着目して開発した。また合成した前周期遷移金属錯体による、さらなる高難度触媒反応への展開が期待される。
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