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2020 年度 実績報告書

マンガン4価サレン錯体の配位子場による不斉構造の制御とその分子機構の解明

公募研究

研究領域配位アシンメトリー:非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 19H04581
研究機関奈良女子大学

研究代表者

藤井 浩  奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (80228957)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワードサレン錯体 / マンガン / 不斉エポキシ化 / 反応中間体 / 構造
研究実績の概要

Jacobsen触媒に代表される不斉マンガンサレン錯体は、優れた不斉エポキシ化触媒として知られている。サレン配位子は一般に平面構造をたるため、それらがどのような機構で不斉誘導しているか明らかでない。我々のこれまでの研究から、マンガン4価に配位する軸位に配位する配位子の電子的効果により平面方向のサレン配位子が不斉構造に構造変化を起こすことを見いだした。この錯体の配位子場を包括的に検討することで、不斉構造変化の機構の解明を目指した。Jacobsen配位子のパラ位のtBu基を電子吸引性度の異なる塩素原子、臭素原子、メソキシ置換基に置換し、平面方向からの電子供与性を変化させた。これらの配位子を用いてジクロロマンガン4価サレン錯体を合成した。合成した錯体の分光学的性質や構造の研究を行った。吸収スペクトルでは、CTバンドの変化以外の特異な変化は観測されなかった。一方、航続解析から興味深い結果が得られた。メソキシ基やtBu基をもつ錯体はほとんど平面構造をとるのに対して、塩素体、臭素体の構造は配位子のフェニル環が上下に回転した不斉構造をとることが明らかとなった。この結果は、錯体の不斉構造変化は、軸配位子だけでなくサレン配位子の電子的効果によっても誘導できることを示した。さらに溶液中での不斉構造変化を調べるため、CDスペクトルの測定を行った。その結果、結晶中塩素体や臭素体で見られた不斉構造が、溶液中では見られないことが明らかとなった。以上の結果より、Jacobsen触媒では高原子価オキソ錯体を生成することで、軸位からの強い電子的効果が作用し不斉構造が誘起され不斉エポキシ化が可能となっているという機構を実験的に提唱することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] meso-Substitution Activates Oxoiron(IV) Porphyrin π-Cation Radical Complex More Than Pyrrole-β-Substitution for Atom Transfer Reaction2021

    • 著者名/発表者名
      Fukui Nami、Ueno Kanako、Hada Masahiko、Fujii Hiroshi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 ページ: 3207~3217

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c03548

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique Electronic Structures of the Highly Ruffled Hemes in Heme-Degrading Enzymes ofStaphylococcus aureus, IsdG and IsdI, by Resonance Raman and Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopies2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Satoshi、Nambu Shusuke、Matsui Toshitaka、Fujii Hiroshi、Ishikawa Haruto、Mizutani Yasuhisa、Tsumoto Kouhei、Ikeda-Saito Masao
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 59 ページ: 3918~3928

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00731

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-biohydrogen Production by Photosensitization with Biologically Precipitated Cadmium Sulfide in Hydrogen-Forming Recombinant Escherichia coli2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Honda, Yuka Shinohara, Motonori Watanabe, Tatsumi Ishihara, and Hiroshi Fujii
    • 雑誌名

      ChemBioChem.

      巻: 21 ページ: 3389-3397

    • DOI

      10.1002/cbic.202000383

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible light-driven, external mediator-free H2 production by a combination of a photosensitizer and a whole-cell biocatalyst: Escherichia coli expressing [FeFe]-hydrogenase and maturase genes2020

    • 著者名/発表者名
      Honda Yuki、Shinohara Yuka、Fujii Hiroshi
    • 雑誌名

      Catalysis Science & Technology

      巻: 10 ページ: 6006~6012

    • DOI

      10.1039/D0CY01099E

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT insight into axial ligand effects on electronic structure and mechanistic reactivity of oxoiron(iv) porphyrin2020

    • 著者名/発表者名
      Ma Zhifeng、Nakatani Naoki、Fujii Hiroshi、Hada Masahiko
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 ページ: 12173~12179

    • DOI

      10.1039/D0CP01867H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic Evidence for Acid-Catalyzed Disproportionation Reaction of Oxoiron(IV) Porphyrin to Oxoiron(IV) Porphyrin π-Cation Radical and Iron(III) Porphyrin2020

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Kana、Honda Yuki、Fujii Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 ページ: 4980~4984

    • DOI

      10.1021/jacs.9b13503

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of External Electric Fields on the Oxidation Reaction of Olefins by Fe(IV)OCl?Porphyrin Complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Ma Zhifeng、Nakatani Naoki、Fujii Hiroshi、Hada Masahiko
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 93 ページ: 187~193

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190293

    • 査読あり
  • [学会発表] カチオン性ポルフィリン錯体の合成と反応性に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木 優菜、本田 裕樹、藤井 浩
    • 学会等名
      第53回酸化反応討論会
  • [備考] 研究室のホームページ

    • URL

      http://www.chem.nara-wu.ac.jp/~fujii/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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