金属クラスターによる一酸化炭素のアセチレンへの触媒的変換反応の開発

Cp'_4Fe_4(CO)_4(Cp'=C_5H_4Me)とLiAlH_4との反応により生成するアセチレンクラスターCp'_4Fe_4(HCCH)_2(1)は、一酸化炭素と水素の混合ガスから炭化水素化合物を合成するFischer-Tropsch反応における中間体のモデル化合物と考えられ、その反応性特にアセチレンフラグメントの性質については興味が持たれる。本研究では、アセチレンフラグメントの化学修飾反応を指向した、1の反応性に関する研究を行ったので報告する。1とBrosted酸との反応を行ったところ、クラスターのプロトン化または分解による炭化水素化合物の放出は観測されず、1の一電子酸化体および二電子酸化体が、用いる酸の当量関係に応じて生成することがわかった。また、アセチレン水素の引き抜きを目的としたn-BuLiとの反応およびアセチレン配位子の置換反応を目的としたアセチレン類との反応を検討したが、いずれの場合においても、1がほぼ定量的に回収された。これらの実験結果は、1が強固なクラスター骨格を有することを示している。つぎに1に反応活性サイトを導入する試みとして、臭素化剤であるDBUと1との反応を検討した(DBU=N-ブロモスクシンイミド)。この反応はほぼ定量的に進行して、用いるDBUの当量に応じて、[Cp'_4Fe_4(HCCBr)(HCCH)]Br、[Cp'_4Fe_4(HCCBr)_2]Br、[Cp'_4Fe_4(BrCCBr)(HCCBr)]Br、[Cp'_4Fe_4(BrCCBr)_2]Brが得られた。原料1およびその一電子酸化体は空気中で安定であるのに対し、これらの臭素置換体は不安定であることから、反応性の向上が示唆された。今後、臭素置換体の反応性に関する研究を行っていく予定である。

Cp'_4Fe_4(CO)_4(Cp'=C_5H_4Me)とLiAlH_4との反応により生成するアセチレンクラスターCp'_4Fe_4(HCCH)_2(1)は、一酸化炭素と水素の混合ガスから炭化水素化合物を合成するFischer-Tropsch反応における中間体のモデル化合物と考えられ、その反応性特にアセチレンフラグメントの性質については興味が持たれる。本研究では、アセチレンフラグメントの化学修飾反応を指向した、1の反応性に関する研究を行ったので報告する。1とBrosted酸との反応を行ったところ、クラスターのプロトン化または分解による炭化水素化合物の放出は観測されず、1の一電子酸化体および二電子酸化体が、用いる酸の当量関係に応じて生成することがわかった。また、アセチレン水素の引き抜きを目的としたn-BuLiとの反応およびアセチレン配位子の置換反応を目的としたアセチレン類との反応を検討したが、いずれの場合においても、1がほぼ定量的に回収された。これらの実験結果は、1が強固なクラスター骨格を有することを示している。つぎに1に反応活性サイトを導入する試みとして、臭素化剤であるDBUと1との反応を検討した(DBU=N-ブロモスクシンイミド)。この反応はほぼ定量的に進行して、用いるDBUの当量に応じて、[Cp'_4Fe_4(HCCBr)(HCCH)]Br、[Cp'_4Fe_4(HCCBr)_2]Br、[Cp'_4Fe_4(BrCCBr)(HCCBr)]Br、[Cp'_4Fe_4(BrCCBr)_2]Brが得られた。原料1およびその一電子酸化体は空気中で安定であるのに対し、これらの臭素置換体は不安定であることから、反応性の向上が示唆された。今後、臭素置換体の反応性に関する研究を行っていく予定である。