新規機能性金属錯体マテリアルの創出とキノリン構築への展開

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14657559
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: 塚本 史郎 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノマテリアル研究所, 主任研究員 (50344453)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西田 篤司 千葉大学, 教授 (80130029) ; 下田 正彦 独立行政法人物質・材料研究機構, 材料研究所, 主席研究員 (60343836)
• Keywords: 分子線エピタキシィ / GaAs / 硫黄 / 有機金属錯体 / テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム / 炭素-炭素結合 / 触媒 / ルテニウム

Research Abstract

有機金属錯体は従来法では構築し難かった結合、特に炭素-炭素結合を簡便に構築する事が可能であり、創薬化学・有機合成化学を始め様々な化学分野で広く用いられている。我々は以前より有機金属錯体(ルテニウム、パラジウム、希土類金属イッテルビウム)を用いる新規反応の開発と生物活性化合物の合成を展開し、得られた知見を国際雑誌に報告してきた。しかし、有機金属錯体には安全性、安定性、反応生成物に存在する微量金属の除去、廃液処理等が問題となる場合がある。近年高まっている環境調和型プロセス開発に対する社会的要請を鑑みると、現在の有機金属錯体が有する諸問題を解決しうる新たな素材の開発が待たれる所である。
そこで我々は、この解決策の一つとして、基板(半導体、金属、絶縁体)上に結合原子を均一に並べ、その上に有機金属錯体を結合させる事により、より安定で、再利用可能な新たな触媒活性を有する新素材の開発を本研究で行なっている。まず、分子線エピタキシィ装置で作製した化合物半導体ガリウム砒素基板を試してみた。この基板上に真空中で硫黄を蒸着し、1x10^<-10>torr以下の極高真空条件下、400℃で反応させると、ガリウム砒素基板上に硫黄原子が(2x6)の均一なユニットを構築する。その硫黄終端した基板にテトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム(Pd(PPh_3)_4)を浸透した化合物を作成して、有機反応を調べたところ、複数回の有機反応に触媒活性を有する事を見出した。本化合物は従来の有機金属化合物に比べ、高い触媒回転をする事が可能であり、高い触媒活性を有する事も明かとなった。
今後の有機金属錯体を基板に定着させる条件を絞って、さらに、高い触媒回転をする化合物を探求する予定である。

Research Products

• [Publications] Mitsuhiro Arisawa, Shiro Tsukamoto, Masahiko Shimoda, Markus Pristovsek, Atsushi Nishida: "Novel organopalladium catalyst material formed on a sulfur-terminated GaAs(001) surface"Japanese Journal of Applied Physics. 41. L1197-L1199 (2002)
• [Publications] Mitsuhiro Arisawa, Yukiyoshi Terada, Masako Nakagawa, Atsushi Nishida: "Selective Isomerization of Terminal Olefin Catalyzed by a Ruthenium Complex : A Novel Indole Synthesis via Ring-Closing Metathesis (RCM)"Angewandte Chemie International Edition. 41(24). 4732-4734 (2002)
• [Publications] Mitsuhiro Arisawa, Yuko Ando, Masamichi Yamanaka, Masako Nakagawa, Atsushi Nishida: "Novel synthetic method for 2,3-Dihydro-3-halo-3-methylindole from N-Acetyl-2-isopropenylaniline by intramolecular haloamination"Synlett. 1514-1516 (2002)
• [Publications] Masako Nakagawa, Hideharu Uchida, Takeshi Watanabe, Yoshiyuki Kimura, Mariko Yamabe, Koji Ono, Riichiro Tsuji, Masakatsu Akiba, Yukiyoshi Terada, Dai Nagaki, Sachiko Ban, Naoki Miyashita, Takuya Kano, Chumpol Theeraladanon, Keisuke Hatakeyama, Mitsuhiro Arisawa, Atsushi Nishida: "Preparative Synthesis of 3,4,4a,5,8,8a-Hexahydro-2H-isoquinolin-1-one Ring System by the Diels-Alder Reaction of Optically Active Dienophile, 5,6-Dihydro-1H-pyridin-2-one derivative with Siloxydiene"Heterocycles. 59(2). 721-733 (2003)