熱刺激応答性ルイス酸・塩基付加体を用いた炭素－水素結合活性化反応の開発

本研究の目的は、ルイス酸・塩基付加体から熱刺激により発生させた高反応性分子会合体 (Frustrated Lewis Pair, FLP) による分子活性化を鍵とする触媒反応の開発である。これまでに、窒素上にホスホリル基を導入したN-ヘテロ環状カルベンとボランから形成されるルイス酸・塩基付加体から、熱刺激によりFLPを発生させる手法の開発、およびFLP発生機構の解明に取り組んできた。平成30年度は、FLPの発生機構を明らかとするため速度論実験ならびに理論化学計算による検討を行った。その結果、カルベン-ボラン付加体から、①カルベン上からホスホリル基上へのボランの移動、②ホスホリル基の回転、③ホスホリル基上からのボランの解離、を経てカルベンとボランから成るFLPが発生することを明らかとした。また、ボランの電子的性質により、カルベン-ボラン付加体の形成ならびに付加体からのFLP発生効率が調整可能であることを明らかとした。これらの研究成果は強いルイス酸・塩基から成る高活性なFLPを効率よく発生させ簡便に取り扱うための手法開発に有用な情報を与えるものであり、高い学術的意義を有する。さらに、窒素上にホスホリル基を導入したN-ヘテロ環状カルベンとアルカリ金属塩との反応において、ホスホリル基とアルカリ金属カチオンとの間で錯形成が進行することを明らかとした。本成果は、N-ヘテロ環状カルベンに導入した第二の配位点の利用によるカルベンの電子的・立体的性質の調整法として応用が期待でき、高い学術的意義を有する。

本研究の目的は、ルイス酸・塩基付加体から熱刺激により発生させた高反応性分子会合体 (Frustrated Lewis Pair, FLP) による分子活性化を鍵とする触媒反応の開発である。これまでに、窒素上にホスホリル基を導入したN-ヘテロ環状カルベンとボランから形成されるルイス酸・塩基付加体から、熱刺激によりFLPを発生させる手法の開発、およびFLP発生機構の解明に取り組んできた。平成30年度は、FLPの発生機構を明らかとするため速度論実験ならびに理論化学計算による検討を行った。その結果、カルベン-ボラン付加体から、①カルベン上からホスホリル基上へのボランの移動、②ホスホリル基の回転、③ホスホリル基上からのボランの解離、を経てカルベンとボランから成るFLPが発生することを明らかとした。また、ボランの電子的性質により、カルベン-ボラン付加体の形成ならびに付加体からのFLP発生効率が調整可能であることを明らかとした。これらの研究成果は強いルイス酸・塩基から成る高活性なFLPを効率よく発生させ簡便に取り扱うための手法開発に有用な情報を与えるものであり、高い学術的意義を有する。さらに、窒素上にホスホリル基を導入したN-ヘテロ環状カルベンとアルカリ金属塩との反応において、ホスホリル基とアルカリ金属カチオンとの間で錯形成が進行することを明らかとした。本成果は、N-ヘテロ環状カルベンに導入した第二の配位点の利用によるカルベンの電子的・立体的性質の調整法として応用が期待でき、高い学術的意義を有する。