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炭素-水素結合の活性化による直接分子変換反応は、様々な有機分子を直接官能基化することが可能であるために近年活発に研究されている。本申請者は炭素-水素結合活性化機構としてσ-メタセシス反応に注目し、容易にσ-メタセシス反応が進行する高原子価状態が安定な前周期遷移金属アルキル錯体の触媒的利用に関する研究を行った。アルキルイットリウム錯体を用いた場合には含窒素複素環化合物の芳香環炭素-水素結合活性化、また、アルキル基を有する内部アセチレンのプロパルギル位の炭素-水素結合活性化反応が進行し、アルカンの脱離を伴って新規錯体がそれぞれ生成することを見出し、さらに、過剰量の2-ビニルピリジンの添加によって、成長末端に様々な官能基を有するポリ(2-ビニルピリジン)を直接合成できることを明らかにした。さらに、より安価かつ簡便に入手可能な錯体としてアルキルアルミニウム錯体に着目し、その高原子価金属-炭素結合の利用に関して検討を行ったところ、単核アルミニウム錯体は炭素-水素結合活性化には活性を示さないものの、窒素系配位子により架橋した構造を形成する窒素架橋二核アルミニウム錯体においてはその二核構造を保持したまま基質の接近と結合活性化が可能であることを明らかにした。従来の炭素-水素結合活性化と触媒反応への利用に関しては後周期遷移金属錯体が主に利用されており、本研究によって前周期遷移金属錯体や典型金属錯体における触媒設計に関する新たな知見が得られた。
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