金属錯体の合成とその同定

研究概要

金属錯体触媒の開発は、高効率・高選択的な分子変換反応を可能にし、有機・高分子合成化学における新たな方法論の確立に寄与するとともに、資源の有効利用化や省エネルギー化を実現するための重要な研究課題です。金属錯体触媒の開発では、遷移金属元素の選択とその金属元素がもつ天賦の能力を最大限に引き出すための配位子の設計・合成が重要な鍵を握っています。そこで、目的とする新しい金属錯体の合成法を確立するとともに、これらを用いた触媒反応を検討し、金属錯体触媒の活性や選択性の向上を検討しています。元素戦略の観点から、汎用金属元素を用いた金属錯体の合成と触媒反応の開発に取り組んでいます。

アドバンテージ

金属錯体触媒を用いることにより、これまでの有機合成化学では困難とされてきた炭素－炭素結合の生成反応が可能となりました。これらの成果は、私たちの生活に不可欠な医薬品や機能性材料の効率的・省エネルギー製造プロセスに活かされています。しかし、これまでの金属錯体触媒においては主として稀少な貴金属元素が利用されてきました。

『元素危機』に端を発した元素の枯渇問題に直面する中、私たちは『元素戦略』の観点から鉄をはじめとするユビキタス金属元素に注目し、新規な金属錯体の合成とその触媒反応に関する研究を行っています。本研究はこれからの分子触媒の発展に大きく貢献できるものと考えています。　

事例紹介

モノアニオン性3座配位子を用いた新規鉄錯体を合成し、これらの鉄錯体が炭素－炭素結合生成反応における効率的な触媒として機能することを見出しました。3価鉄錯体は有機ハロゲン化物と芳香族Grignard試薬とのクロスカップリング反応において、従来の製法に比べ簡便な手法で目的物を高収率で与えることがわかりました 。さらに、2価鉄錯体はスチレン類の原子移動型ラジカル重合（リビングラジカル重合）において高活性な触媒として機能することを見出しました 。

モノアニオン性3座配位子を用いた新規ニッケル錯体を合成しました。ニッケル錯体を触媒として用いることで、強固な結合である炭素－フッ素結合や炭素－酸素結合の切断を伴うクロスカップリング反応に成功しました。さらに、スチレン類のMarkovnikov選択的ヒドロメタル化反応にも成功しました。

相談に応じられるテーマ

金属錯体の合成とその同定

金属錯体を用いた不活性結合の活性化

金属錯体を触媒として用いた炭素－炭素結合生成反応

金属錯体を触媒として用いた高分子合成反応

主な所属学会

日本化学会，近畿化学協会，有機合成化学協会

主な論文

『Hydrosilylation of Alkenes Using a Hydrosiloxane as a Surrogate for Me₂SiH₂ and Catalyzed by a Nickel-Pincer Complex』　「European Journal of Organic Chemistry」2021.9

『Selective Synthesis of Secondary Alkylboronates: Markovnikov-selective Hydroboration of Vinylarenes with Bis(pinacolato)diboron Catalyzed by a Nickel Pincer Complex』　「Organic Letters」2020.5

『Aβ-diketiminato-based pincer-type nickel(II) complex: Synthesis and catalytic performance in the cross-coupling reaction of aryl fluorides with aryl Grignard reagents』 「European Journal of Inorganic Chemistry」 2019.1

主な特許

特開2018-303697 「クロスカップリング体の製造方法及びテトラハロゲノ鉄塩」

特許第4680519号 「イミダゾールカルベン金属錯体の製造方法」

特許第4680518号 「イミダゾールカルベン付加体の製造方法」

主な著書

「物質・材料をまなぶ化学」裳華房，2020.11

「錯体化合物辞典」 朝倉書店， 2019.9

「有機金属化合物 ・ 超分子錯体（第５版 実験化学講座21巻）」 丸善， 2004.3

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