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2015 年度 実施状況報告書

鉄触媒によるアルキンへの非共有電子対を有する典型元素-水素結合付加反応の創成

研究課題

研究課題/領域番号 25410073
研究機関大阪市立大学

研究代表者

板崎 真澄  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 講師 (60382032)

研究分担者 中沢 浩  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00172297)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード鉄 / ビニルホスフィン / ヒドロホスフィン化 / 2級ホスフィン / アルキン
研究実績の概要

鉄は地殻中存在量が第 4 位であるため、貴金属のように枯渇の懸念もなく、非常に安価である。もし、鉄錯体を触媒として、リン、硫黄、ホウ素などの典型元素-水素結合を炭素-炭素不飽和結合に自在に付加させることが出来れば、アトムエコノミー、製品の製造コスト、触媒の低毒性および元素代替戦略などの観点から非常に価値があると考えられる。
以前、我々は空気や湿度に比較的安定な鉄メチル錯体 Cp(CO)2Fe(Me) を触媒前駆体として用いることで、孤立電子対を有するにも関わらず 3 価有機リン化合物の H–P 結合がアルキンへ 2 回付加することで、二座リン配位子となるジホスフィンが生成することを見出している。この反応では、H-P 結合のアルキンへの付加が一段階のみ進行したビニルホスフィンが中間体として生成することが考えられるが、その単離には至っていなかった。
今年度までに、鉄メチルピリジン錯体 Cp*(CO)Fe(Me)(py) を触媒として末端アルキンと2級ホスフィンの反応を行うとヒドロホスフィン化が位置選択的に一段階のみ進行し、主生成物として Z体のビニルホスフィンが得られることを見出している。また化学量論反応から中間体錯体を単離し、反応機構の詳細も明らかにしている。さらに得られたビニルホスフィンに対して、鉄メチル錯体を触媒としたヒドロホスフィン化反応により、2つのリン上の置換基が異なる非対称ジホスフィンの生成にも成功している。

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

これまでに鉄錯体を触媒とすることで様々な2級ホスフィンを末端アリールアルキンに位置選択的に付加させることで対応するビニルホスフィンおよび非対称ジホスフィンを得ることに成功している。研究課題は順調に進行している。

今後の研究の推進方策

我々のヒドロホスフィン化反応は、現在のところ、末端アリールアルキンに対してのみしか進行していないため、今後は基質の適応範囲を広げることを目的に研究を推進させる予定である。

次年度使用額が生じた理由

当初計画を効率的・効果的に進めていくことにより直接経費を節約することが出来た。

次年度使用額の使用計画

研究を実施していく過程で、本補助事業の成果として含めるべき新しい結果が得られた。そこで目的を精緻に達成するための追加実験の実施に使用する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of [Fe(NCCH3)6][cis-Fe(InX3)2(CO)4] (X = Cl, Br, I) Containing Two Terminal Indium Fragments2016

    • 著者名/発表者名
      Masumi Itazaki, Masaki Ito, Hiroshi Nakazawa
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 45 ページ: 1327-1330

    • DOI

      10.1039/C5DT03745J

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Vinylphosphine and Unsymmetric Diphosphine: Iron-catalyzed Selective Hydrophosphination Reaction of Alkynes and Vinylphosphines with Secondary Phosphines2016

    • 著者名/発表者名
      Masumi Itazaki, Shinya Katsube, Masahiro Kamitani, Hiroshi Nakazawa
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 52 ページ: 3163-3166

    • DOI

      10.1039/C5CC10185A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electronic Lability in a Dinuclear Cobalt Bis-dioxolene Complex2015

    • 著者名/発表者名
      Azadeh Madadi, Masumi Itazaki, Robert W. Gable, Boujemaa Moubaraki, Keith S. Murray, Colette Boskovic
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 0 ページ: 4991-4995

    • DOI

      10.1002/ejic.201500980

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 鉄錯体触媒を用いたアリールアルキンの位置選択的なヒドロチオ化反応2016

    • 著者名/発表者名
      板崎 真澄、後田朋哉、勝部伸哉、中村 渉、中沢 浩
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京都都、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Formation of Indium-iron Complexes and the Catalytic Activity toward Double Hydrosilylation of Nitriles2015

    • 著者名/発表者名
      M. Ito, M. Itazaki, S. Nakashima, H. Nakazawa
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] R/X Exchange Reaction on Pd and Pt Complexes with Phosphine Ligand, cis-[MR2{P(MeNCH2)2X}2] (M = Pd, Pt) via an Intermediate of Phosphenium Complex2015

    • 著者名/発表者名
      M. Itazaki, Y. Shigesato, N Tsuchida, K. Takano, H. Nakazawa
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Regioselective P-H Bond Addition to a Multiple C-C Bond Catalyzed by an Iron Complex2015

    • 著者名/発表者名
      S. Katsube, M. Itazaki, H. Nakazawa
    • 学会等名
      The 19th Osaka City University International Workshop on Advanced Molecular Materials Science
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府、大阪市)
    • 年月日
      2015-11-12 – 2015-11-12
    • 国際学会
  • [学会発表] インジウム配位子を有する鉄錯体を用いたニトリル化合物の触媒的ダブルヒドロシリル化反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤昌輝、板崎真澄、中沢 浩
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都、江戸川区)
    • 年月日
      2015-10-13 – 2015-10-15
  • [学会発表] 1,1’-ビス(フェニルホスフィノ)フェロセンと0価白金ホスフィン錯体の反応―生成錯体の構造とホスフィン配位子の関係―2015

    • 著者名/発表者名
      板崎真澄、市山友紀、久保田陽子、中沢 浩
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県、奈良市)
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [学会発表] インジウム-鉄混合金属錯体を配位子として用いたニトリルの選択的ダブルヒドロシリル化反応によるジシリルアミン合成反応2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤昌輝、板崎真澄、中島 覚、中沢 浩
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県、福岡市)
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [図書] Iron Catalysis II2015

    • 著者名/発表者名
      Masumi Itazaki, Hiroshi Nakazawa
    • 総ページ数
      361
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2017-01-06  

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