• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2023 年度 実績報告書

鉄触媒による新規なC(sp3)-H結合ホウ素化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K14675
研究機関東京大学

研究代表者

栗山 翔吾  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50850723)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード鉄 / C-Hホウ素化 / C-H活性化 / ピンサー配位子
研究実績の概要

有機化合物に広く含まれる炭素ー水素(C-H)結合を切断し官能基化する反応の中でも炭素ーホウ素結合を形成するC-Hホウ素化反応が精力的に研究されている。申請者はこれまでにアニオン性PCP型ピンサー配位子を有する鉄錯体が様々なエーテル類メトキシ基上のC(sp3)-Hホウ素化反応に対して有効な触媒として働くことを見出している。今年度は、詳細な反応機構の解析を行った。
同位体ラベル実験により、C-H結合活性化段階が律速段階であることを明らかとした。また鉄錯体の化学量論反応を検討した。その結果、鉄ボリル錯体を活性種として単離することに成功し、詳細な構造をNMR,IR,および単結晶X線構造解析により明らかとした。続いて、鉄ボリル錯体の化学量論反応を検討した結果、C-H結合活性化を進行させて、珍しい鉄σボラン錯体を生成物として与えることを見出した。この錯体の詳細な構造をNMRおよび単結晶X線構造解析により明らかとすることに成功した。さらに、これら新規に合成・単離した鉄ボリル錯体および鉄σボラン錯体がC(sp3)-Hホウ素化反応の触媒として働いたことから、類似の鉄ボリル錯体および鉄σボラン錯体が触媒反応の鍵中間体であることを見出した。
さらにDFT計算によって、C-H結合活性化段階が、鉄ボリル錯体を中間体とするσ結合メタセシス機構で進行することを見出した。
本成果は、鉄錯体だけでなく遷移金属錯体を用いたC-Hホウ素化反応において重要な知見を与えるものである。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electrochemical ammonia oxidation catalyzed by ruthenium complexes: investigation of substituent effect of axial pyridine ligands2024

    • 著者名/発表者名
      Toda Hiroki、Kanega Ryoichi、Yano Tasuku、Yoshikawa Takeshi、Kuriyama Shogo、Himeda Yuichiro、Sakata Ken、Nishibayashi Yoshiaki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 53 ページ: -

    • DOI

      10.1093/chemle/upae040

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic Ammonia Oxidation Using Ammonia Solution under Electrochemical Conditions: Investigation on Axial Ligand of Ruthenium Catalysts2023

    • 著者名/発表者名
      Toda Hiroki、Kuroki Kaito、Kanega Ryoichi、Yano Tasuku、Yoshikawa Takeshi、Kuriyama Shogo、Himeda Yuichiro、Sakata Ken、Nishibayashi Yoshiaki
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 96 ページ: 980~988

    • DOI

      10.1246/bcsj.20230136

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic Activity of Molybdenum Complexes Bearing PNP‐Type Pincer Ligand toward Ammonia Formation2023

    • 著者名/発表者名
      Mitsumoto Taichi、Ashida Yuya、Arashiba Kazuya、Kuriyama Shogo、Egi Akihito、Tanaka Hiromasa、Yoshizawa Kazunari、Nishibayashi Yoshiaki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 62 ページ: -

    • DOI

      10.1002/anie.202306631

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アニオン性PCP型ピンサー配位子を有する鉄錯体を触媒としたエーテル類のC(sp3)-H 結合ホウ素化反応2024

    • 著者名/発表者名
      栗山翔吾、坂田健、西林仁昭
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会2024
  • [学会発表] N-ヘテロ環状カルベン含有多座配位子を持つルテニウム錯体を触媒とした電気化学的なアンモニア酸化反応2024

    • 著者名/発表者名
      嶌田拓真、稲垣尭、栗山翔吾、西林仁昭
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会2024
  • [学会発表] Catalytic Reduction of Dinitrogen into Ammonia Mediated by Molybdenum and Samarium Complexes2023

    • 著者名/発表者名
      Taichi Mitsumoto, Yasuomi Yamazaki, Shogo Kuriyama, and Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      第69回有機金属化学討論会
  • [学会発表] Synthesis and Reactivity of Iron-Aryloxide Complexes toward Proton-Coupled Electron Transfer Reactions in Nitrogen Fixation2023

    • 著者名/発表者名
      Yuye Zhang, Shogo Kuriyama, Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      第73回錯体化学討論会
  • [学会発表] Remarkable Catalytic Activity of Molybdenum Complexes Bearing 4-[3,5-Bis(trifluoromethyl)phenyl]pyridine-Based PNP-Type Pincer Ligand toward Ammonia Formation2023

    • 著者名/発表者名
      Taichi Mitsumoto, Kazuya Arashiba, Shogo Kuriyama, and Yoshiaki Nishibayashi
    • 学会等名
      AOC-GSC8
    • 国際学会
  • [備考] 東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻西林研究室

    • URL

      https://park.itc.u-tokyo.ac.jp/nishiba/

URL: 

公開日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi