再生可能な有機ヒドリドを創出しうる錯体触媒の開発と高機能化

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本研究は、有機物の還元反応に用いられ、特に二酸化炭素の多電子還元の実現において最も重要な鍵化学種であるヒドリド (H-) を再生可能な条件で生成できるシステムの構築を目指したものである。電力と水により再生可能なヒドリド種を生成しうる金属錯体を設計・合成し、有機物の高効率な還元、すなわち自然エネルギーの有機物への貯蔵、および二酸化炭素の多電子還元によるメタノール生成を実現するための技術開発を目的とする。令和４年度は、令和３年度に引き続き、本研究の目的に合致したNAD+/NADH型酸化還元の機能を有する部位を配位子に含んだ金属錯体を合成すべく、2-(2-ピリジル)ベンゾ[b]-1,5-ナフチリジン（pbn）の合成、およびpbnを配位子にもつ金属錯体の構築について検討した。これに関連して、還元を受けやすい化合物であるジベンゾ[c,h]-1,9,10-アンチリジン（dbanth）および1,8-ナフチリジン（napy）などを配位子にもつ錯体の創製についても検討を行った。pbnは、研究協力者である田中晃二・京都大学特任教授のグループで開発した合成方法を参考に合成を進め、結果として５段階で合成を行うことができ、目的物を得ることに成功した。本研究を達成するためには、pbn配位子が還元された状態（NADHに相当）において、さらに電子が注入可能な環境が必要であるため、還元電位がより正側にある配位子を組み合わせる必要がある。そこで、還元電位が2,2'-ビピリジル（bpy）よりも正側にあるdbanth, napyなどをもつ錯体の合成を試みた。dbanthを含み、且つpbnの配位サイトを有する幾つかの錯体の合成に成功した。さらに、より還元されやすい配位子として、２個のnapyを2-位で結合した2,2'-ビナフチリジル（bnapy）を合成し、錯体への組み込みに挑んでいる。