JP5801662B2 - Substrate oxidation method - Google Patents
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Description
本発明は、基質の酸化方法、該酸化方法に用いるロジウムターピリジンアクア錯体、該酸化方法に用いるロジウムターピリジン低原子価錯体、該酸化方法に用いるロジウムターピリジンヒドリド錯体、該酸化方法に用いるロジウムターピリジン二核錯体、該酸化方法に用いるロジウムターピリジンペルオキソ錯体、ロジウムターピリジン低原子価錯体の生成方法、ロジウムターピリジンヒドリド錯体の生成方法、ロジウムターピリジン二核錯体の生成方法およびロジウムターピリジンペルオキソ錯体の生成方法に関する。 The present invention relates to a substrate oxidation method, a rhodium terpyridine aqua complex used in the oxidation method, a rhodium terpyridine low valence complex used in the oxidation method, a rhodium terpyridine hydride complex used in the oxidation method, and a rhodium used in the oxidation method. Terpyridine dinuclear complex, rhodium terpyridine peroxo complex used in the oxidation method, method for producing rhodium terpyridine low valence complex, method for producing rhodium terpyridine hydride complex, method for producing rhodium terpyridine dinuclear complex and rhodium terpyridine The present invention relates to a method for producing a peroxo complex.
酸素分子を酸化剤として用いる酸化反応は、広範囲に反応性を示し、また環境に酸素分子が豊富に存在することから、コストまたは安全性などの面で重要な課題である。しかし、酸素分子は、そのままでは非常に反応性に乏しく、酸素分子を用いる酸化反応は、好ましくない副反応を生じ易い。更に、反応速度を促進するために高い温度で加熱することが必要となることが多い。 The oxidation reaction using oxygen molecules as an oxidizing agent is an important issue in terms of cost or safety because it exhibits a wide range of reactivity and abundant oxygen molecules exist in the environment. However, oxygen molecules are very poor as they are, and an oxidation reaction using oxygen molecules tends to cause undesirable side reactions. Furthermore, it is often necessary to heat at a high temperature to accelerate the reaction rate.
このような問題を回避するため、通常、より活性の高い過酸化物または酸素アニオンを用いている。しかし、これらの過酸化物または酸素アニオンは高価であり、取り扱いには危険性を伴う。 In order to avoid such problems, a more active peroxide or oxygen anion is usually used. However, these peroxides or oxygen anions are expensive and are dangerous to handle.
酸素分子を用いた酸化には、適切な触媒の設計が重要であり、酸素分子を活性化しつつ、基質の接近を制御する等の分子設計が必要となる。酸素分子の酸化に用いられる触媒としては、例えば、生体酵素であるシトクロームP450は酸素分子に2電子を与えることで還元的に活性化し、高い反応性を持ったペルオキソ(O2 2−)を生成する(非特許文献1)。シトクロームP450は、金属イオン(Fe)中心で酸素分子を2電子還元して活性化し(以下、還元的活性化ともいう)、制御された酸化反応を行うことが可能である。 Design of an appropriate catalyst is important for oxidation using oxygen molecules, and molecular design such as controlling the approach of a substrate while activating oxygen molecules is necessary. As a catalyst used for the oxidation of oxygen molecules, for example, cytochrome P450, which is a biological enzyme, is reductively activated by giving two electrons to oxygen molecules to produce highly reactive peroxo (O 2 2− ). (Non-Patent Document 1). Cytochrome P450 can be activated by two-electron reduction of oxygen molecules at the metal ion (Fe) center (hereinafter also referred to as reductive activation), and can perform a controlled oxidation reaction.
酸素分子の還元的活性化としては、アスコルビン酸などの様々な還元剤によって酸素分子を活性化し、当該酸素分子を酸化剤として基質の酸化反応に用いている例が報告されている(非特許文献2)。 As reductive activation of oxygen molecules, examples have been reported in which oxygen molecules are activated by various reducing agents such as ascorbic acid, and the oxygen molecules are used as an oxidizing agent for substrate oxidation reactions (Non-patent Documents). 2).
非特許文献3では、水素を還元剤に用い、マンガン錯体を用いた酸化反応(エポキシ化)が開示されている。但し、非特許文献2に記載の酸化反応においては、コロイド状Ptが添加されており、均一系または単一系触媒ではない。
Non-Patent
また、非特許文献4では、水素を還元剤に用いてヒドリド中間体を経て酸素分子を活性化する反応が開示されている。但し、非特許文献4に開示されている反応においては、活性化された酸素は、下記反応式により水となっている。
H2+1/2O2→H2O
Non-Patent
H 2 + 1 / 2O 2 → H 2 O
さらに、特許文献1および2には、不均一系において水素と酸素を用いる基質の酸化反応が開示されている。
Further,
一方、水中、常温、常圧下でpH制御によって下記反応式により水素から電子を取り出す均一系錯体触媒(NiRu錯体)が報告されている(特許文献3および非特許文献5)。該錯体によって取り出された電子は、Cu2+の還元に使われているが、その他の反応には使われていない。
H2→2H++2e−
On the other hand, a homogeneous complex catalyst (NiRu complex) that extracts electrons from hydrogen by the following reaction formula by pH control at room temperature and normal pressure in water has been reported (
H 2 → 2H + + 2e −
しかしながら、不均一系において酸素分子を還元的に活性化し、当該酸素分子により基質を酸化する反応には、基質の転換率や生成物の選択率が低いという問題がある。また、当該反応では系中に酸化剤と還元剤が共存するため、基質の酸化とは無関係に還元剤の酸化が進行し、基質の酸化が選択的に進行するような工夫が必要となる。 However, the reaction of reductively activating oxygen molecules in a heterogeneous system and oxidizing the substrate with the oxygen molecules has a problem that the substrate conversion rate and the product selectivity are low. Further, in this reaction, since an oxidizing agent and a reducing agent coexist in the system, it is necessary to devise such that the oxidizing of the reducing agent proceeds independently of the oxidation of the substrate and the oxidation of the substrate proceeds selectively.
したがって、本発明は、酸化剤と還元剤とを別々に系内に導入する、均一系、単一錯体上において酸素分子の還元的活性化と基質の酸化とを行う基質の酸化方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides a method for oxidizing a substrate in which an oxidizing agent and a reducing agent are separately introduced into the system, and the reductive activation of oxygen molecules and the oxidation of the substrate are performed on a homogeneous system and a single complex. This is the issue.
本発明者らは、上記課題を検討した結果、ロジウムターピリジンアクア錯体を用い、水素を還元剤として用いることで、均一系において酸素分子を還元的に活性化して、当該酸素分子により基質を酸化できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of examining the above problems, the present inventors use a rhodium terpyridine aqua complex and use hydrogen as a reducing agent to reductively activate oxygen molecules in a homogeneous system and oxidize the substrate by the oxygen molecules. The present invention has been completed by finding out what can be done.
すなわち、本発明は以下の通りである。
1.下記工程A、B、D、Eまたは下記工程A、C、D、Eを含む基質の酸化方法。
(工程A)水素分子(H2)に、下記式(1)で表されるロジウムターピリジンアクア錯体(M)を作用させ、該水素分子から電子を抽出し、下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)に電子を保持させる工程
2H2+2M→4H++2[M+2e−]
(工程B)下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン
低原子価錯体(M+2e−)にプロトンを反応させることで、下記式(3)で表されるロ
ジウムターピリジンヒドリド錯体(MH)を経由して水素の還元的脱離により下記式(4
)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)を生成する工程
2[M+2e−]+2H+→2[MH]→H2+[M2+2e−]
(工程C)下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン
低原子価錯体(M+2e−)の酸化により、下記式(4)で表されるロジウムターピリジ
ン二核錯体(M2+2e−)を生成する工程
2[M+2e−]→2e−+[M2+2e−]
(工程D)下記反応式で表されるように、下記式(4)で表されるロジウムターピリジン
二核錯体(M2+2e−)と酸素(O2)とを反応させて、下記式(5)で表されるロジ
ウムターピリジンペルオキソ錯体を生成する工程
[M2+2e−]+O2→[M2O2+2e−]
(工程E)下記反応式で表されるように、下記式(5)で表されるロジウムターピリジン
ペルオキソ錯体(M2O2+2e−)を基質(Q)と反応させて、基質を酸化する工程
[M2O2+2e−]+Q+2H++H2O→2M+QO
[上記反応式において、Qはトリフェニルホスフィンである。]
That is, the present invention is as follows.
1. A method for oxidizing a substrate comprising the following steps A, B, D, E or the following steps A, C, D, E.
(Step A) The rhodium terpyridine aqua complex (M) represented by the following formula (1) is allowed to act on the hydrogen molecule (H 2 ) to extract electrons from the hydrogen molecule, and represented by the following reaction formula: And a step of holding electrons in the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2):
2H 2 + 2M → 4H + +2 [M + 2e − ]
(Step B) As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2) is reacted with a proton, and represented by the following formula (3). The following formula (4) is obtained by reductive elimination of hydrogen via a rhodium terpyridine hydride complex (MH).
Rhodium terpyridine
(Step C) As represented by the following reaction formula, rhodium terpyridine represented by the following formula (4) is obtained by oxidation of the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2). Step of generating a binuclear complex (M 2 + 2e − ) 2 [M + 2e − ] → 2e − + [M 2 + 2e − ]
(Step D) As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) is reacted with oxygen (O 2 ), and the following formula ( 5) Step of producing a rhodium terpyridine peroxo complex represented by [M 2 + 2e − ] + O 2 → [M 2 O 2 + 2e − ]
(Step E) As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine peroxo complex (M 2 O 2 + 2e − ) represented by the following formula (5) is reacted with the substrate (Q) to oxidize the substrate. Process [M 2 O 2 + 2e − ] + Q + 2H + + H 2 O → 2M + QO
[In the above reaction formula, Q is triphenylphosphine. ]
[式(1)において、XおよびYはそれぞれH2OまたはOH−である(但し、XとYの両方がOH − である場合を除く)。] [In the formula (1), X and Y are each H 2 O or OH − (except that both X and Y are OH − ) . ]
[式(2)において、XはH2Oである。] [In the formula (2), X is H 2 O. ]
[式(3)において、XはH2Oである。] [In the formula (3), X is H 2 O. ]
[式(4)において、XはH2Oである。] [In the formula (4), X is H 2 O. ]
[式(5)において、XはH2Oである。]
2.前項1に記載の酸化方法に用いる下記式(1)で表されるロジウムターピリジンアクア錯体(M)。
[In formula (5), X is H 2 O. ]
2. A rhodium terpyridine aqua complex (M) represented by the following formula (1) used in the oxidation method according to
[式(1)において、XおよびYはそれぞれH2OまたはOH−である(但し、XとYの両方がOH − である場合を除く)。]
3.前項1に記載の酸化方法に用いる下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M2+2e−)。
[In the formula (1), X and Y are each H 2 O or OH − (except that both X and Y are OH − ) . ]
3. A rhodium terpyridine low-valence complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (2) used in the oxidation method according to
[式(2)において、XはH2Oである。]
4.前項1に記載の酸化方法に用いる下記式(3)で表されるロジウムターピリジンヒドリド錯体(MH)。
[In the formula (2), X is H 2 O. ]
4). A rhodium terpyridine hydride complex (MH) represented by the following formula (3) used in the oxidation method according to
[式(3)において、XはH2Oである。]
5.前項1に記載の酸化反応に用いる下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)
[In the formula (3), X is H 2 O. ]
5. The rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) used in the oxidation reaction described in
[式(4)において、XはH2Oである。]
6.前項1に記載の酸化方法に用いる下記式(5)で表されるロジウムターピリジンペルオキソ錯体(M2O2+2e−)。
[In the formula (4), X is H 2 O. ]
6). A rhodium terpyridine peroxo complex (M 2 O 2 + 2e − ) represented by the following formula (5) used in the oxidation method according to
[式(5)において、XはH2Oである。]
7.水素分子(H2)に、下記式(1)で表されるロジウムターピリジンアクア錯体(M)を作用させ、該水素分子から電子を抽出し、下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)に電子を保持させる方法。
2H2+2M→4H++2[M+2e−]
[In formula (5), X is H 2 O. ]
7). The rhodium terpyridine aqua complex (M) represented by the following formula (1) is allowed to act on the hydrogen molecule (H 2 ), and electrons are extracted from the hydrogen molecule. A method of holding electrons in the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by (2).
2H 2 + 2M → 4H + +2 [M + 2e − ]
[式(1)において、XおよびYはそれぞれH2OまたはOH−である(但し、XとYの両方がOH − である場合を除く)。] [In the formula (1), X and Y are each H 2 O or OH − (except that both X and Y are OH − ) . ]
[式(2)において、XはH2Oである。]
8.下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)にプロトンを反応させることで、下記式(3)で表されるロジウムターピリジンヒドリド錯体(MH)を経由して水素の還元的脱離により下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)を生成する方法。
2[M+2e−]+2H+→2[MH]→H2+[M2+2e−]
[In the formula (2), X is H 2 O. ]
8). As represented by the following reaction formula, a rhodium terpyridine represented by the following formula (3) is obtained by reacting a proton with the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2). A method for producing a rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) by reductive elimination of hydrogen via a hydride complex (MH).
2 [M + 2e − ] + 2H + → 2 [MH] → H 2 + [M 2 + 2e − ]
[式(2)において、XはH2Oである。] [In the formula (2), X is H 2 O. ]
[式(3)において、XはH2Oである。] [In the formula (3), X is H 2 O. ]
[式(4)において、XはH2Oである。]
9.下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)の酸化作用により、下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)を生成する方法。
2[M+2e−]→2e−+[M2+2e−]
[In the formula (4), X is H 2 O. ]
9. As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine binuclear complex represented by the following formula (4) is obtained by the oxidation action of the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2). A method of generating (M 2 + 2e − ).
2 [M + 2e − ] → 2e − + [M 2 + 2e − ]
[式(2)において、XはH2Oである。] [In the formula (2), X is H 2 O. ]
[式(4)において、XはH2Oである。]
10.下記反応式で表されるように、下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)と酸素(O2)とを反応させて、下記式(5)で表されるロジウムターピリジンペルオキソ錯体を生成する方法。
[M2+2e−]+O2→[M2O2+2e−]
[In the formula (4), X is H 2 O. ]
10. As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) is reacted with oxygen (O 2 ), and is represented by the following formula (5). To produce a rhodium terpyridine peroxo complex.
[M 2 + 2e − ] + O 2 → [M 2 O 2 + 2e − ]
[式(4)において、XはH2Oである。] [In the formula (4), X is H 2 O. ]
[式(5)において、XはH2Oである。]
11.下記反応式で表されるように、下記式(5)で表されるロジウムターピリジンペルオキソ錯体(M2O2+2e−)を基質(Q)と反応させて、基質を酸化する方法。
[M2O2+2e−]+Q+2H++H2O→2M+QO
[上記反応式において、Qはトリフェニルホスフィンである。]
[In formula (5), X is H 2 O. ]
11. A method of oxidizing a substrate by reacting a rhodium terpyridine peroxo complex (M 2 O 2 + 2e − ) represented by the following formula (5) with a substrate (Q) as represented by the following reaction formula.
[M 2 O 2 + 2e − ] + Q + 2H + + H 2 O → 2M + QO
[In the above reaction formula, Q is triphenylphosphine. ]
[式(5)において、XはH2Oである。] [In formula (5), X is H 2 O. ]
本発明の基質の酸化方法によれば、還元剤である水素と酸素を別々に系内に導入する反応系であるため、問題であった還元剤(水素)の単純な酸化を防ぐとともに、爆発の危険を回避することができる。 According to the substrate oxidation method of the present invention, since it is a reaction system in which hydrogen and oxygen which are reducing agents are separately introduced into the system, simple oxidation of the reducing agent (hydrogen), which has been a problem, is prevented and explosion occurs. The danger of can be avoided.
〈ロジウムターピリジンアクア錯体〉
本発明の基質の酸化方法は、出発物質として、下記式(1)で表されるロジウムターピリジンアクア錯体(M)を用いる。
<Rhodium terpyridine aqua complex>
In the substrate oxidation method of the present invention, a rhodium terpyridine aqua complex (M) represented by the following formula (1) is used as a starting material.
式(1)において、XおよびYはそれぞれH2OまたはOH−である。以下、XおよびYがH2Oの場合を[1a]とし、XがOHであり、YがH2Oの場合を[1b]とする。また、XおよびYがOHの場合を[1c]とし、[1c]のH2O配位子がOHに置き換わった場合を[1d]とする。 In the formula (1), X and Y each is H 2 O or OH - is. Hereinafter, the case where X and Y are H 2 O is referred to as [1a], and the case where X is OH and Y is H 2 O is referred to as [1b]. The case where X and Y are OH is [1c], and the case where the H 2 O ligand of [1c] is replaced by OH is [1d].
前記式(1)で表されるロジウムターピリジンアクア錯体[1a]は、次の方法により調製することができる。文献(Inorg.Chem.,1998,37,5733−5742)に記載の方法によりRhIII(terpy)Cl3を調製する。RhIII(terpy)Cl3溶液をN2下で好ましくは6〜12時間、窒素雰囲気下、室温で攪拌し、沈澱するAgClを濾過によって除去することによりロジウムターピリジンアクア錯体[1a]が得られる。 The rhodium terpyridine aqua complex [1a] represented by the formula (1) can be prepared by the following method. Rh III (terpyl) Cl 3 is prepared by the method described in the literature (Inorg. Chem., 1998, 37, 5733-5742). The rhodium terpyridine aqua complex [1a] is obtained by stirring the Rh III (terpy) Cl 3 solution under N 2 , preferably for 6-12 hours under nitrogen atmosphere at room temperature, and removing the precipitated AgCl by filtration. .
ロジウムターピリジンアクア錯体[1b]を構造解析する場合、実施例において後述するように、H2O中のRhIII(terpy)Cl3およびAgNO3の溶液(pH7)をN2下で好ましくは6〜12時間、窒素雰囲気下、室温で攪拌し、沈澱するAgClを濾過によって除去することにより[1b](NO3)2を得て、構造解析することができる。 When analyzing the structure of the rhodium terpyridine aqua complex [1b], a solution of Rh III (terpy) Cl 3 and AgNO 3 in H 2 O (pH 7) is preferably 6 under N 2 as described later in the Examples. [1b] (NO 3 ) 2 can be obtained by stirring for -12 hours under a nitrogen atmosphere at room temperature and removing the precipitated AgCl by filtration to analyze the structure.
また、ロジウムターピリジンアクア錯体[1a]を構造解析する場合、実施例において後述するように、0.1質量%の硝酸を添加したMeOH中の[1a](NO3)3の溶液に、エーテルをゆっくり添加することにより、[1a](NO3)3を得て、構造解析することができる。 In addition, when the rhodium terpyridine aqua complex [1a] is structurally analyzed, as described later in Examples, a solution of [1 a ] (NO 3 ) 3 in MeOH to which 0.1% by mass of nitric acid has been added, By slowly adding ether, [1a] (NO 3 ) 3 can be obtained for structural analysis.
図1に示すように、式(1)で表されるロジウムターピリジンアクア錯体[1a]は、ターピリジン配位子に固定されたRhIIIコアをベースとしており、3つのアクア配位子(または、pHによっては図2に示すように、2つのアクア配位子と1つのヒドロキソ配位子)を有している。 As shown in FIG. 1, the rhodium terpyridine aqua complex [1a] represented by the formula (1) is based on an Rh III core fixed to a terpyridine ligand, and includes three aqua ligands (or Depending on pH, as shown in FIG. 2, it has two aqua ligands and one hydroxo ligand.
また、図3に示すように、ロジウムターピリジンアクア錯体[1a]はpH滴定において3つの変曲点を持ち、それぞれのpKaは As shown in FIG. 3, rhodium terpyridine aqua complex [1a] has three inflection points in pH titration, and each pKa is
である。 It is.
〈ロジウムターピリジン低原子価錯体〉
前記ロジウムターピリジンアクア錯体に水素分子(H2)を作用させることにより、該水素分子から電子を抽出し、下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)(以下、ロジウムターピリジン低原子価錯体[2a]ともいう)が生成する。
2H2+2M→4H++2[M+2e−]
<Rhodium terpyridine low valence complex>
By allowing a hydrogen molecule (H 2 ) to act on the rhodium terpyridine aqua complex, electrons are extracted from the hydrogen molecule, and the rhodium terpyridine represented by the following formula (2) is represented by the following reaction formula: A low valence complex (M + 2e − ) (hereinafter also referred to as rhodium terpyridine low valence complex [2a]) is formed.
2H 2 + 2M → 4H + +2 [M + 2e − ]
式(2)において、XはH2Oである。 In the formula (2), X is H 2 O.
ロジウムターピリジン低原子価錯体が生成するメカニズムは、前記ロジウムターピリジンアクア錯体が水素分子(H2)をヘテロリティックに活性化し、後述するロジウムターピリジンヒドリド錯体(MH)が生成した後、該ロジウムターピリジンヒドリド錯体の作用により、ロジウムターピリジン低原子価錯体が生成するものと考えられる。 The rhodium terpyridine low valence complex is formed by the following method. The rhodium terpyridine aqua complex activates hydrogen molecules (H 2 ) in a heterolytic manner, and the rhodium terpyridine hydride complex (MH) described later is formed. It is considered that a rhodium terpyridine low valence complex is formed by the action of the terpyridine hydride complex.
ロジウムターピリジン低原子価錯体は、実施例において後述するように、H2O中のロジウムターピリジンアクア錯体の溶液(3ml)のpHを、好ましくは0.01〜1.0M NaOH/H2Oの添加によって好ましくは2.0〜13.0に調整した後、得られた溶液を好ましくは15〜35℃、好ましくは0.1〜0.8MPaの水素と反応させることにより得られる。 Rhodium terpyridine low valent complex, as described below in the Examples, the pH of the solution (3 ml) of the rhodium terpyridine aqua complex in H 2 O, preferably 0.01~1.0M NaOH / H 2 O It is preferably obtained by reacting the obtained solution with hydrogen preferably at 15 to 35 ° C., preferably 0.1 to 0.8 MPa, after adjusting to 2.0 to 13.0 by addition of.
ロジウムターピリジン低原子価錯体を構造解析する場合、実施例において後述するように、式(3)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体[2a]にNO3を付加した[2a](NO3)の固体サンプルをNaOTfのCH3CN溶液に溶解し、得られる紫色の溶液にジエチルエーテルを添加する。 When analyzing the structure of a rhodium terpyridine low valence complex, as will be described later in the Examples, [2a] (NO 3 ) added with NO 3 to the rhodium terpyridine low valence complex [2a] represented by the formula (3) 3 ) Dissolve the solid sample in NaOTf in CH 3 CN and add diethyl ether to the resulting purple solution.
その結果、得られる溶液を数日間放置し、式(2)においてXがCH3CNであるロジウムターピリジン低原子価錯体(以下、[2b]ともいう)の紫色の結晶{[2b](CF3SO3)}を得て、該結晶について構造解析をすることができる。 As a result, the resulting solution was allowed to stand for several days, and a purple crystal {[2b] (CF) of rhodium terpyridine low valence complex (hereinafter also referred to as [2b]) in which X is CH 3 CN in the formula (2). 3 SO 3 )}, and the structure of the crystal can be analyzed.
ロジウムターピリジン低原子価錯体[2b](CF3SO3)は、NO3 −の対アニオンをアセトニトリル中においてCF3SO3 −に置換することにより得られる。図4に、X線解析により得られる、ロジウムターピリジン低原子価錯体[2b](CF3SO3)の構造を示す。図4に示すように、ロジウムターピリジン低原子価錯体におけるロジウムイオンは、一つのターピリジンおよび一つのCH3CN配位子から成る平面正方形構造の中心に位置している。 The rhodium terpyridine low-valence complex [2b] (CF 3 SO 3 ) is obtained by substituting the counter anion of NO 3 — with CF 3 SO 3 — in acetonitrile. FIG. 4 shows the structure of a rhodium terpyridine low-valence complex [2b] (CF 3 SO 3 ) obtained by X-ray analysis. As shown in FIG. 4, the rhodium ion in the rhodium terpyridine low-valence complex is located at the center of a planar square structure composed of one terpyridine and one CH 3 CN ligand.
〈ロジウムターピリジンヒドリド錯体〉
ロジウムターピリジンヒドリド錯体[3b](CF3SO3)2は、下記反応式に示すように、前記ロジウムターピリジン低原子価錯体[2b](CF3SO3)のアセトニトリル溶液にプロトン源としてトリフルオロメタンスルホン酸(CF3SO3H)を添加することにより、得られる。
<Rhodium terpyridine hydride complex>
As shown in the following reaction formula, rhodium terpyridine hydride complex [3b] (CF 3 SO 3 ) 2 is added to a trifluoride as a proton source in an acetonitrile solution of rhodium terpyridine low valence complex [2b] (CF 3 SO 3 ). It can be obtained by adding romethanesulfonic acid (CF 3 SO 3 H).
式(3)において、XはCH3CNである。以下、式(3)においてXがCH3CNであるロジウムターピリジンヒドリド錯体をロジウムターピリジンヒドリド錯体[3b]ともいう。 In the formula (3), X is CH 3 CN. Hereinafter, the rhodium terpyridine hydride complex in which X is CH 3 CN in the formula (3) is also referred to as a rhodium terpyridine hydride complex [3b].
ロジウムターピリジンヒドリド錯体は、1H NMRで確認することができる。図5に示すように、ロジウムターピリジン低原子価錯体[2b]のアセトニトリル溶液にトリフルオロメタンスルホン酸を添加すると溶液の色が黄色に変化し、1H NMRでヒドリド領域にロジウム−ヒドリドに由来すると考えられるピークを確認することができる。 The rhodium terpyridine hydride complex can be confirmed by 1 H NMR. As shown in FIG. 5, when trifluoromethanesulfonic acid is added to an acetonitrile solution of rhodium terpyridine low valence complex [2b], the color of the solution changes to yellow, and it is derived from rhodium-hydride in the hydride region by 1 H NMR. Possible peaks can be confirmed.
前記ヒドリド基のピークはロジウム1価(核スピン1/2)とのカップリングによってダブレットに分裂していることからもロジウム−ヒドリド基に由来するものであると考えられる。さらに、生成したロジウムターピリジンヒドリド錯体[2b]に水を添加すると溶液の色が緑色に変化し、ヒドリド基のピークの消失を確認することができる。図5における−16.97ppmでのダブレットのシグナルは、1/2の核スピンを保有するRhIII中心に配位されているこのヒドリド配位子に典型的なシグナルである。
The peak of the hydride group is considered to be derived from the rhodium-hydride group because it is split into doublets by coupling with rhodium monovalent (
〈ロジウムターピリジン二核錯体〉
前記ロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)の酸化により、下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)(以下、[4a]ともいう)が生成する。
<Rhodium terpyridine binuclear complex>
By oxidation of the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ), a rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) (hereinafter also referred to as [4a]) represented by the following formula (4) is generated.
[式(4)において、XはH2Oである。] [In the formula (4), X is H 2 O. ]
ロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)は、下記反応式に示すように、前記ロジウムターピリジンヒドリド錯体からの水素分子(H2)の還元的脱離によっても生成する。 The rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) is also generated by reductive elimination of hydrogen molecules (H 2 ) from the rhodium terpyridine hydride complex, as shown in the following reaction formula.
式(3)および(4)において、XはCH3CNである。還元的脱離によるH2の定量的な生成は、GC分析によって決定することができる。 In the formulas (3) and (4), X is CH 3 CN. Quantitative production of H 2 by reductive elimination can be determined by GC analysis.
ロジウムターピリジン二核錯体を構造解析する場合、実施例において後述するように、ロジウムターピリジンヒドリド錯体[3b]を、ゆっくり分解して、H2の還元的脱離を介してロジウムターピリジン二核錯体[4b](CF3SO3)4を生成し、X線解析および1H NMR分光法により解析することができる。 When analyzing the structure of a rhodium terpyridine dinuclear complex, the rhodium terpyridine dinuclear complex [3b] is slowly decomposed and the rhodium terpyridine binuclear complex is subjected to reductive elimination of H 2 as described later in the Examples. Complex [4b] (CF 3 SO 3 ) 4 can be generated and analyzed by X-ray analysis and 1 H NMR spectroscopy.
図6に、X線解析により得られるロジウムターピリジン二核錯体[4b](CF3SO3)4の構造を示す。図6に示すように、ロジウムターピリジン二核錯体は、そのロジウム中心同士が金属−金属結合によって連結した二重の歪んだ8面体構造を形成する。ロジウムターピリジン二核錯体におけるRh1−Rh2金属−金属結合の距離{2.6897(7)Å}は、[Rh2(CH3CN)10][BF4]4における2.624(1)のRh−Rh一重結合の距離と類似している(Dunbar,K.R.J.Am.Chem.Soc.1988,110,8247.)。 FIG. 6 shows the structure of rhodium terpyridine binuclear complex [4b] (CF 3 SO 3 ) 4 obtained by X-ray analysis. As shown in FIG. 6, the rhodium terpyridine binuclear complex forms a double distorted octahedral structure in which rhodium centers are connected by a metal-metal bond. The Rh1-Rh2 metal-metal bond distance {2.6897 (7) Å} in the rhodium terpyridine binuclear complex is the same as that of 2.624 (1) in [Rh 2 (CH 3 CN) 10 ] [BF 4 ] 4 . Similar to the distance of Rh-Rh single bond (Dunbar, KRJ. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 8247.).
〈ロジウムターピリジンペルオキソ錯体〉
前記ロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)と酸素(O2)とを反応させることにより、下記式(5)で表されるロジウムターピリジンペルオキソ錯体(以下、[5a]ともいう)が生成する。
[M2+2e−]+O2→[M2O2+2e−]
<Rhodium terpyridine peroxo complex>
By reacting the rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) with oxygen (O 2 ), a rhodium terpyridine peroxo complex (hereinafter also referred to as [5a]) represented by the following formula (5) is obtained. Generate.
[M 2 + 2e − ] + O 2 → [M 2 O 2 + 2e − ]
ロジウムターピリジンペルオキソ錯体を構造解析する場合、式(5)においてXがCH3CNであるロジウムターピリジンペルオキソ錯体(以下[5b]ともいう)の結晶である[5b](CF3SO3)4についてX線解析およびラマン分光法により構造解析することができる。 When analyzing the structure of a rhodium terpyridine peroxo complex, [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 which is a crystal of a rhodium terpyridine peroxo complex (hereinafter also referred to as [5b]) in formula (5) where X is CH 3 CN. Can be structurally analyzed by X-ray analysis and Raman spectroscopy.
図7はX線構造解析によるロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b](CF3SO3)4のORTEP図である。図7に示すように、ロジウムターピリジンペルオキソ錯体は、Rh中心がトランスμ−1,2−ペルオキソ架橋によってリンクされた歪んだ8面体を有している。 FIG. 7 is an ORTEP diagram of rhodium terpyridine peroxo complex [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 by X-ray structural analysis. As shown in FIG. 7, the rhodium terpyridine peroxo complex has a distorted octahedron in which the Rh center is linked by a trans μ-1,2-peroxo bridge.
図8(a)はロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b](CF3SO3)4のラマンスペクトル、図8(b)はロジウムターピリジンペルオキソ錯体[18Oでラベル化された5b](CF3SO3)4のラマンスペクトルを示す。 8 (a) is rhodium terpyridine peroxo complex [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 Raman spectrum, FIG. 8 (b) [5b which is labeled with 18 O] rhodium terpyridine peroxo complex (CF 3 SO 3 ) The Raman spectrum of 4 is shown.
図8(a)と図8(b)は、532nmレーザーで励起された、それぞれ16O2及び18O2をもって生成されたロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b]のラマンスペクトルを記載したものである。また、図8(c)は、図8(a)と図8(b)との間の差スペクトルである。 FIGS. 8 (a) and 8 (b) show the Raman spectra of rhodium terpyridine peroxo complex [5b] produced with 16 O 2 and 18 O 2 , respectively, excited by a 532 nm laser. Moreover, FIG.8 (c) is a difference spectrum between Fig.8 (a) and FIG.8 (b).
図8(c)に示すように、ロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b]のラマンスペクトルは、v(O−O)に帰属される816cm−1の吸収を持つことを示しており、O−O伸縮モードについてフックの法則の計算によって予測される通りに、16Oの代わりに18Oの同位体置換によって770cm−1にダウンシフトされている(Nakamoto,K.In Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds,6th ed.;Wiley:New York,2008,and references therein.)。 As shown in FIG. 8 (c), the Raman spectrum of the rhodium terpyridine peroxo complex [5b] indicates that it has an absorption of 816 cm −1 attributed to v (OO), and the OO stretch The mode is downshifted to 770 cm −1 by isotopic substitution of 18 O instead of 16 O as predicted by Hooke's law calculation (Nakamoto, K. In Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds). 6th ed .; Wiley: New York, 2008, and references therein.).
本発明の基質の酸化反応は、下記工程A、B、D、Eまたは下記工程A、C、D、Eを含む。
(工程A)水素分子(H2)に、下記式(1)で表されるロジウムターピリジンアクア錯
体(M)を作用させ、該水素分子から電子を抽出し、下記反応式で表されるように、下記
式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)に電子を保持させ
る工程
2H2+2M→4H++2[M+2e−]
(工程B)下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン
低原子価錯体(M+2e−)にプロトンを反応させることで、下記式(3)で表されるロ
ジウムターピリジンヒドリド錯体(MH)を経由して水素の還元的脱離により下記式(4
)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)を生成する工程
2[M+2e−]+2H+→2[MH]→H2+[M2+2e−]
(工程C)下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン
低原子価錯体(M+2e−)の酸化により、下記式(4)で表されるロジウムターピリジ
ン二核錯体(M2+2e−)を生成する工程
2[M+2e−]→2e−+[M2+2e−]
(工程D)下記反応式で表されるように、下記式(4)で表されるロジウムターピリジン
二核錯体(M2+2e−)と酸素(O2)とを反応させて、下記式(5)で表されるロジ
ウムターピリジンペルオキソ錯体を生成する工程
[M2+2e−]+O2→[M2O2+2e−]
(工程E)下記反応式で表されるように、下記式(5)で表されるロジウムターピリジン
ペルオキソ錯体(M2O2+2e−)を基質(Q)と反応させて、基質を酸化する工程
[M2O2+2e−]+Q+2H++H2O→2M+QO
The oxidation reaction of the substrate of the present invention includes the following steps A, B, D, E or the following steps A, C, D, E.
(Step A) The rhodium terpyridine aqua complex (M) represented by the following formula (1) is allowed to act on the hydrogen molecule (H 2 ) to extract electrons from the hydrogen molecule, and represented by the following reaction formula: And a step of holding electrons in the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2):
2H 2 + 2M → 4H + +2 [M + 2e − ]
(Step B) As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2) is reacted with a proton, and represented by the following formula (3). The following formula (4) is obtained by reductive elimination of hydrogen via a rhodium terpyridine hydride complex (MH).
Rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e represented by) -) step to produce a 2 [M + 2e -] + 2H + → 2 [MH] →
(Step C) As represented by the following reaction formula, rhodium terpyridine represented by the following formula (4) is obtained by oxidation of the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2). Step of generating a binuclear complex (M 2 + 2e − ) 2 [M + 2e − ] → 2e − + [M 2 + 2e − ]
(Step D) As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) is reacted with oxygen (O 2 ), and the following formula ( 5) Step of producing a rhodium terpyridine peroxo complex represented by [M 2 + 2e − ] + O 2 → [M 2 O 2 + 2e − ]
(Step E) As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine peroxo complex (M 2 O 2 + 2e − ) represented by the following formula (5) is reacted with the substrate (Q) to oxidize the substrate. Process [M 2 O 2 + 2e − ] + Q + 2H + + H 2 O → 2M + QO
本発明の基質の酸化反応は、下記反応式に示すように、工程Aは、水素下で行い、工程C〜Eは酸素下で行う。このように、本発明の基質の酸化反応は、還元剤である水素と酸素を別々に系内に導入する反応系であるため、還元剤(水素)の単純な酸化を防ぐとともに、爆発の危険を回避できるという利点を有する。 As shown in the following reaction formula, the oxidation reaction of the substrate of the present invention is performed in step A under hydrogen, and steps C to E are performed in oxygen. As described above, since the oxidation reaction of the substrate of the present invention is a reaction system in which hydrogen and oxygen, which are reducing agents, are separately introduced into the system, simple oxidation of the reducing agent (hydrogen) is prevented and there is a risk of explosion. Can be avoided.
前記式(1)において、XおよびYはそれぞれH2OまたはOH−である。前記式(2)〜(5)において、XはH2Oである。以下、工程毎に詳述する。 In the formula (1), X and Y are each H 2 O or OH — . In the formula (2) ~ (5), X is H 2 O. Hereinafter, each process will be described in detail.
(工程A)ロジウムターピリジン低原子価錯体を生成する工程
工程Aは、下記反応式で表されるように、下記式(1)で表されるロジウムターピリジンアクア錯体(M)と水素分子(H2)とを作用させ、該水素分子から電子を抽出し、下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)に電子を保持させる工程である。
2H2+2M→4H++2[M+2e−]
(Process A) The process of producing | generating a rhodium terpyridine low valence complex Process A, as represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine aqua complex (M) represented by the following formula (1) and a hydrogen molecule ( H 2 ), the electrons are extracted from the hydrogen molecules, and as represented by the following reaction formula, electrons are transferred to the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2). This is a step of holding.
2H 2 + 2M → 4H + +2 [M + 2e − ]
式(1)および(2)においてXおよびYは前述したものと同義である。 In the formulas (1) and (2), X and Y have the same meaning as described above.
工程Aは、水素を系内に導入して反応させる。工程Aの反応時間は好ましくは0.5〜12時間、反応温度は好ましくは15〜35℃、反応圧力は好ましくは0.1〜0.8MPaとすることが好ましい。 In step A, hydrogen is introduced into the system and reacted. The reaction time in Step A is preferably 0.5 to 12 hours, the reaction temperature is preferably 15 to 35 ° C., and the reaction pressure is preferably 0.1 to 0.8 MPa.
(工程B)ロジウムターピリジンヒドリド錯体を経由してロジウムターピリジン二核錯体を生成する工程
工程Bは、下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)にプロトンを反応させることで、下記式(3)で表されるロジウムターピリジンヒドリド錯体(MH)を経由して水素の還元的脱離により下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)を生成する工程である。
2[M+2e−]+2H+→2[MH]→H2+[M2+2e−]
(Step B) Step of forming a rhodium terpyridine binuclear complex via a rhodium terpyridine hydride complex Step B is a rhodium terpyridine low compound represented by the following formula (2) as represented by the following reaction formula. By reacting protons with the valence complex (M + 2e − ), it is represented by the following formula (4) by reductive elimination of hydrogen via the rhodium terpyridine hydride complex (MH) represented by the following formula (3). This is a step of producing a rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ).
2 [M + 2e − ] + 2H + → 2 [MH] → H 2 + [M 2 + 2e − ]
式(2)、(3)および(4)においてXは前述したものと同義である。 In the formulas (2), (3) and (4), X has the same meaning as described above.
(工程C)ロジウムターピリジン二核錯体を生成する工程
工程Cは、下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)の酸化により、下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)を生成する工程である。
2[M+2e−]→2e−+[M2+2e−]
(Step C) Step of producing a rhodium terpyridine binuclear complex Step C is an oxidation of a rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2) as represented by the following reaction formula. Is a step of producing a rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4).
2 [M + 2e − ] → 2e − + [M 2 + 2e − ]
式(2)および(4)においてXは前述したものと同義である。 In formulas (2) and (4), X has the same meaning as described above.
(工程D)ロジウムターピリジンペルオキソ錯体を生成する工程
工程Dは、下記反応式で表されるように、下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)と酸素(O2)とを反応させて、酸素を還元的に活性化し、下記式(5)で表されるロジウムターピリジンペルオキソ錯体を生成する工程である。
[M2+2e−]+O2→[M2O2+2e−]
(Step D) Step of producing a rhodium terpyridine peroxo complex Step D is a rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) and oxygen as represented by the following reaction formula : This is a step of reacting (O 2 ) to reductively activate oxygen to produce a rhodium terpyridine peroxo complex represented by the following formula (5).
[M 2 + 2e − ] + O 2 → [M 2 O 2 + 2e − ]
式(4)および(5)においてXは前述したものと同義である。 In the formulas (4) and (5), X has the same meaning as described above.
(工程E)基質を酸化する工程
工程Eは、下記反応式で表されるように、下記式(5)で表されるロジウムターピリジンペルオキソ錯体(M2O2+2e−)を基質(Q)と反応させて、基質を酸化する工程
[M2O2+2e−]+Q+2H++H2O→2M+QO
(Step E) Step of oxidizing substrate As shown in the following reaction formula, in step E, a rhodium terpyridine peroxo complex (M 2 O 2 + 2e − ) represented by the following formula (5) is converted into a substrate (Q). The step of oxidizing the substrate by reacting with [M 2 O 2 + 2e − ] + Q + 2H + + H 2 O → 2M + QO
式(5)および(1)においてXおよびYは前述したものと同義である。 In the formulas (5) and (1), X and Y are as defined above.
工程C〜Eは、酸素を系内に導入して反応させる。工程C〜Eの反応時間は好ましくは1〜12時間、反応温度は好ましくは15〜35℃、反応圧力は好ましくは0.1〜0.8MPaとすることが好ましい。 In Steps C to E, oxygen is introduced into the system and reacted. The reaction time in Steps C to E is preferably 1 to 12 hours, the reaction temperature is preferably 15 to 35 ° C., and the reaction pressure is preferably 0.1 to 0.8 MPa.
本発明の酸化反応の対象である基質としては、特に限定されないが、飽和炭化水素類、不飽和炭化水素類、アルコール類、ケトン類、アルデヒド類、アミン類などに加えて、チオール類、スルフィド類、アミド類、ホスフィン類などであることが好ましく、ホスフィン類であることがより好ましい。基質としては、具体的には、例えば、トリフェニルホスフィンなどが挙げられる。 The substrate that is the target of the oxidation reaction of the present invention is not particularly limited, but in addition to saturated hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons, alcohols, ketones, aldehydes, amines, etc., thiols, sulfides Amides and phosphines are preferred, and phosphines are more preferred. Specific examples of the substrate include triphenylphosphine.
本発明の基質の酸化方法は、工程Eにおいて基質を酸化するとともに、出発物質であるロジウムターピリジンアクア錯体を得ることができる。したがって、本発明の基質の酸化方法によれば、ロジウムターピリジンアクア錯体を出発物質として、工程Aにおいて水素を添加し、工程C〜Eにおいて酸素を添加することにより、酸素を還元的に活性化し、基質を連続して酸化することができる。 In the method for oxidizing a substrate of the present invention, the substrate is oxidized in Step E, and the starting rhodium terpyridine aqua complex can be obtained. Therefore, according to the method for oxidizing a substrate of the present invention, starting from a rhodium terpyridine aqua complex, hydrogen is added in Step A and oxygen is added in Steps C to E to reductively activate oxygen. The substrate can be oxidized continuously.
以下に本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these.
(材料および方法)
全ての実験は、標準のシュレンク技術及びグローブボックスを用いることによってN2又はAr雰囲気下で実施した。
(Materials and methods)
All experiments were performed under N 2 or Ar atmosphere by using standard Schlenk techniques and glove boxes.
CH3CNは、使用の前にCaH2上で蒸留した。 CH 3 CN was distilled over CaH 2 before use.
RhIII(terpy)Cl3は、文献(Inorg.Chem.,1998,37,5733−5742)において記述されている方法によって調製した。 Rh III (terpy) Cl 3 was prepared by the method described in the literature (Inorg. Chem., 1998, 37, 5733-5742).
H2ガスは、太陽東洋酸素株式会社から購入した。D2O(99.9%D)は、ケンブリッジ・アイソトープ・ラボラトリーズ・インクから購入し、H2Oは、和光純薬工業株式会社から購入した;これらは、更に精製することなしに使用した。 H 2 gas was purchased from Taiyo Toyo Oxygen Corporation. D 2 O (99.9% D) was purchased from Cambridge Isotope Laboratories, Inc., and H 2 O was purchased from Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; these were used without further purification.
・1H NMRスペクトル
1H NMRスペクトルは、JEOL JNM−AL300分光計で測定した。その1Hケミカルシフトは、3−(トリメチルシリル)プロピオン−2,2,3,3−d4酸ナトリウム塩(TSP、0.00ppm)及びテトラメチルシラン(TMS、0.00ppm)を基準とした。
・1 H NMR spectrum
1 H NMR spectrum was measured with a JEOL JNM-AL300 spectrometer. The 1 H chemical shift is 3- (trimethylsilyl) propionic-2,2,3,3-d 4 acid sodium salt (TSP, 0.00 ppm) and tetramethylsilane (TMS, 0.00 ppm) as the reference.
・赤外スペクトル
KBrディスク中に含まれる固体化合物の赤外スペクトルは、25℃で2cm−1の標準解像度を用いて400から4000cm−1までの領域をサーモ・ニコレー NEXUS6700FR−IR計器で測定した。
And infrared spectrum of the solid compound contained in the infrared spectrum in KBr disc measured the region from 400 using a standard definition 2 cm -1 at 25 ° C. until 4000 cm -1 in Thermo Nicolet NEXUS6700FR-IR instrument.
・ラマンスペクトル
ラマンスペクトルは、532nmの波長励起において、Raman Jasco NRS−3100スペクトロメーターを用いて測定した。
Raman spectrum The Raman spectrum was measured using a Raman Jasco NRS-3100 spectrometer at 532 nm wavelength excitation.
・紫外線可視スペクトル
紫外線可視スペクトルは、25℃にてJASCO V−670 UV−Visible−NIR分光計(セル長さ1.0cm)で測定した。
-UV visible spectrum The UV visible spectrum was measured with a JASCO V-670 UV-Visible-NIR spectrometer (cell length: 1.0 cm) at 25 ° C.
・元素分析データ
元素分析データは、パーキンエルマー2400IIシリーズCHNS/O分析器によって得た。
Elemental analysis data Elemental analysis data was obtained with a Perkin Elmer 2400II series CHNS / O analyzer.
・X線光電子スペクトル
X線光電子スペクトル(X−ray photoelectron spectroscopy、XPS)は、Mg−Kα放射線の使用によってVGサイエンティフィックESCALAB MK II電子分光計で得た。その結合エネルギーは、試料におけるその配位子の炭素原子のC ls結合エネルギーを284.5eVと仮定することによって補正した(Handbook of X−ray Photoelectron Spectroscopy,Physical Electronics,Inc.,Minnesota,1995)。
X-ray photoelectron spectrum X-ray photoelectron spectrum (XPS) was obtained on a VG Scientific ESCALAB MK II electron spectrometer by using Mg-K alpha radiation. The binding energy was corrected by assuming that the Cls binding energy of the carbon atom of the ligand in the sample was 284.5 eV (Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy, Physical Electronics, Inc., Minnesota, 1995).
3.0〜10.0のpH範囲において、それらの溶液のpH値は、pH複合電極(型式:TOA GST−5725C)を備えたpHメータ(型式:TOA HM20J)によって決定した。 In the pH range of 3.0 to 10.0, the pH value of these solutions was determined by a pH meter (model: TOA HM20J) equipped with a pH composite electrode (model: TOA GST-5725C).
pDの値は、その観察された値に0.4を加えることによって補正した(pD=pH計読取値+0.4)(J.Phys.Chem.1960,64,p.632−637)。 The value of pD was corrected by adding 0.4 to the observed value (pD = pH meter reading + 0.4) (J. Phys. Chem. 1960, 64, p. 632-637).
・X線結晶学的解析
それぞれ、[1a](NO3)3及び[1b](NO3)2のメタノール溶液へのエーテルの時間を掛けた拡散によって[1a](NO3)3及び[1b](NO3)2のX線品質結晶を作製し、そして[2b](CF3SO3)、[4b](CF3SO3)4、及び[5b](CF3SO3)4のCH3CN溶液へのエーテルの時間を掛けた拡散によって[2b](CF3SO3)、[4b](CF3SO3)4、及び[5b](CF3SO3)4のX線品質結晶を作製した。
· X-ray
測定は、共焦点単色化Mo−Ka放射光(l=0.7107Å)を備えたリガク/MSCサターンCCD回析装置で行った。データを集め、CrystalClaerプログラム(リガク社)を用いて処理した。全ての計算は、モレキュラー・ストラクチャー・コーポレーションのteXsan結晶学ソフトウェア・パッケージを用いて実施した。 The measurement was performed with a Rigaku / MSC Saturn CCD diffractometer equipped with confocal monochromated Mo-Ka radiation (l = 0.7107 mm). Data was collected and processed using the CrystalClear program (Rigaku). All calculations were performed using Molecular Structure Corporation's teXsan crystallography software package.
[1b](NO3)2、[2b](CF3SO3)、[4b](CF3SO3)4および[5b](CF3SO3)4についての結晶学的データは、ケンブリッジ結晶構造データ・センター(CCDC)にCCDC基準番号838746、838747、838748及び838749として預託した。それらのデータのコピーは、CCDC(12,Union Road,Cambridge CB2 1EZ,UK)に申し込めば入手できる。 The crystallographic data for [1b] (NO 3 ) 2 , [2b] (CF 3 SO 3 ), [4b] (CF 3 SO 3 ) 4 and [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 are Cambridge crystals Deposited at the Structure Data Center (CCDC) as CCDC reference numbers 835746, 835747, 835748 and 838749. A copy of these data can be obtained by applying to CCDC (12, Union Road, Cambridge CB2 1EZ, UK).
[実施例1]ロジウムターピリジンアクア錯体の合成および解析
(1)ロジウムターピリジンアクア錯体[RhIII(terpy)(H2O)3](NO3)3{[1a](NO3)3}の合成
RhIII(terpy)Cl3(443mg、10.0μモル、terpy=2,2’:6’,2’’−ターピリジン)及びAgNO3(51.3mg、30.3μモル)の水溶液(10ml、その溶液のpHは約2.0に調整)をN2下、室温で12時間に亘って攪拌し、沈澱するAgClを濾過によって除去した。その溶媒を濃縮することにより、[1a](NO3)3の黄色粉末が得られ、この粉末を真空下で乾燥させた{RhIII(terpy)Cl3をベースとする収率98%}。
[Example 1] Synthesis and analysis of rhodium terpyridine aqua complex (1) Rhodium terpyridine aqua complex [Rh III (terpy) (H 2 O) 3 ] (NO 3 ) 3 {[1a] (NO 3 ) 3 } Synthesis of Rh III (terpy) Cl 3 (443 mg, 10.0 μmol, terpy = 2,2 ′ : 6 ′ , 2 ″ -terpyridine) and an aqueous solution of AgNO 3 (51.3 mg, 30.3 μmol) (10 ml The pH of the solution was adjusted to about 2.0) under N 2 at room temperature for 12 hours and the precipitated AgCl was removed by filtration. Concentration of the solvent yielded a yellow powder of [1a] (NO 3 ) 3 , which was dried under vacuum {yield 98% based on Rh III (terpy) Cl 3 }.
1H NMR(300MHz、D2O中、TSP基準、25℃):δ−8.10−9.20(m、11H、terpy)。
Anal.Calcd.for[1a](NO3)3:C15H17N6O12Rh:C、31.27;H、2.97;N、14.58%。
Found:C、31.39;H、2.98;N、14.42%。
1 H NMR (300 MHz, in D 2 O, TSP standard, 25 ° C.): δ-8.10-9.20 (m, 11H, terpy).
Anal. Calcd. for [1a] (NO 3 ) 3 : C 15 H 17 N 6 O 12 Rh: C, 31.27; H, 2.97; N, 14.58%.
Found: C, 31.39; H, 2.98; N, 14.42%.
(2)ロジウムターピリジンアクア錯体[RhIII(terpy)(OH)(H2O)2](NO3)2{[1b](NO3)2}の合成
[1a](NO3)3(75mg、121μモル)のメタノール溶液(5ml)に、エーテル(20ml)をゆっくり添加して、[1b](NO3)2の黄色の結晶を得た。その結晶は濾過によって集め、真空下で乾燥させた{[1a](NO3)3をベースとする収率67%}。
(2) rhodium terpyridine aqua complex [Rh III (terpy) (OH ) (H 2 O) 2] (NO 3) 2 {[1b] (NO 3) 2} Synthesis of [1a] (NO 3) 3 ( Ether (20 ml) was slowly added to a methanol solution (75 ml, 75 mg, 121 μmol) to give yellow crystals of [1b] (NO 3 ) 2 . The crystals were collected by filtration and dried under vacuum {67% yield based on [1a] (NO 3 ) 3 }.
1H NMR(300MHz、D2O中、TSP基準、25℃):δ−8.00−9.05(m、11H、terpy)。
Anal.Calcd.for[1b](NO3)2:C15H16N5O9Rh;C、35.10;H、3.14;N、13.65%。
Found:C、34.92;H、3.12;N、13.61%。
1 H NMR (300 MHz, in D 2 O, TSP standard, 25 ° C.): δ-8.00-9.05 (m, 11H, terpy).
Anal. Calcd. for [1b] (NO 3 ) 2 : C 15 H 16 N 5 O 9 Rh; C, 35.10; H, 3.14; N, 13.65%.
Found: C, 34.92; H, 3.12; N, 13.61%.
(3)ロジウムターピリジンアクア錯体[1a]のX線解析
出発錯体[RhIII(terpy)(OH2)3](NO3)3{[1a](NO3)3}は、水中においてRhIII(terpy)Cl3にAgNO3を添加し、処理することにより合成した。0.1質量%の硝酸を添加したメタノール中での[1a](NO3)3の再結晶化によって、X線解析に適した黄色の結晶を得た。
(3) X-ray analysis of rhodium terpyridine aqua complex [1a] The starting complex [Rh III (terpy) (OH 2 ) 3 ] (NO 3 ) 3 {[1a] (NO 3 ) 3 } is Rh III in water. It was synthesized by adding AgNO 3 to (terpy) Cl 3 and processing. Recrystallization of [1a] (NO 3 ) 3 in methanol with 0.1% by weight nitric acid provided yellow crystals suitable for X-ray analysis.
図1に、X線解析により得られた50%確率の楕円を有する[1a](NO3)3のORTEP図を示す。明瞭化のためにterpyのカウンター・アニオン(NO3)、溶媒(メタノール)及び水素原子は省略してある。 FIG. 1 shows an ORTEP diagram of [1a] (NO 3 ) 3 having a 50% probability ellipse obtained by X-ray analysis. For clarity, terpy counter anion (NO 3 ), solvent (methanol) and hydrogen atoms are omitted.
図1における主な原子間距離(Å)は、Rh1−N1=2.033(2)、Rh1−N2=1.922(2)、Rh1−N3=2.037(2)、Rh1−O1=2.013(2)、Rh1−O2=2.049(2)、Rh1−O3=2.023(2)、であった。 The main interatomic distances (Å) in FIG. 1 are Rh1-N1 = 2.003 (2), Rh1-N2 = 1.922 (2), Rh1-N3 = 2.037 (2), Rh1-O1 = 2.013 (2), Rh1-O2 = 2.049 (2), Rh1-O3 = 2.024 (2).
図1に示すように、ロジウムターピリジンアクア錯体[1a]は、ターピリジン配位子にが結合したRhIII中心をベースとしており、3つのアクア配位子(又はpHによっては2つのアクア配位子と1つのヒドロキソ配位子)を有していた。また、Rh原子は3つのアクア配位子によって囲まれている歪んだ8面体配位を採っていた。 As shown in FIG. 1, the rhodium terpyridine aqua complex [1a] is based on a Rh III center bound to a terpyridine ligand, and includes three aqua ligands (or two aqua ligands depending on pH). And one hydroxo ligand). Also, the Rh atom had a distorted octahedral coordination surrounded by three aqua ligands.
(4)ロジウムターピリジンアクア錯体のpH挙動の解析
[RhIII(terpy)(OH2)3]3+[1a]の脱プロトン化によってロジウムターピリジンアクア錯体[1b]が形成され、[1b]の脱プロトン化により[RhIII(terpy)(OH)2(H2O)]+[1c]が生成した。
(4) Analysis of pH behavior of rhodium terpyridine aqua complex Rhodium terpyridine aqua complex [1b] is formed by deprotonation of [Rh III (terpy) (OH 2 ) 3 ] 3+ [1a] Deprotonation produced [Rh III (terpy) (OH) 2 (H 2 O)] + [1c].
1aの連続的な脱プロトン化プロセスを、pH滴定実験によってモニタリングして、アクア配位子のpKa値を決定した。その結果を図3に示す。[1a](NO3)3のpH滴定実験は、25℃において1M NaOH/H2Oを用いて行った。 1a continuous deprotonation process, and monitored by pH titration experiments to determine the pK a value of aqua ligands. The result is shown in FIG. The pH titration experiment of [1a] (NO 3 ) 3 was performed at 25 ° C. using 1M NaOH / H 2 O.
図3に示すように、1a及び1bのpKa値はそれぞれ4.6及び7.6であった。また、これらの変化は可逆的である。同様に、1cを脱プロトン化することにより、pH10.3で対応するトリヒドロキソ錯体[RhIII(terpy)(OH)3][1d]が形成した。 As shown in Figure 3, pK a value of 1a and 1b were respectively 4.6 and 7.6. These changes are also reversible. Similarly, deprotonation of 1c formed the corresponding trihydroxo complex [Rh III (terpy) (OH) 3 ] [1d] at pH 10.3.
[実施例2]ロジウムターピリジン低原子価錯体の合成および解析
(1)ロジウムターピリジン低原子価錯体[RhI(terpy)(H2O)](NO3){[2a](NO3)}の合成
[1b](NO3)2(6.2mg、12.0μモル)の水溶液(3ml)のpHを0.01M NaOH/H2Oの添加によって7.0に調整した。得られた溶液を25℃でH2(0.1MPa)と反応させたところ、該溶液の色がその反応中に30分以内に濃い青色に変化した。その溶媒を濃縮して、真空下で乾燥させた{収率:[1b](NO3)2をベースとして98%}。
[Example 2] Synthesis and analysis of rhodium terpyridine low valence complex (1) Rhodium terpyridine low valence complex [Rh I (terpy) (H 2 O)] (NO 3 ) {[2a] (NO 3 ) The pH of an aqueous solution (3 ml) of [1b] (NO 3 ) 2 (6.2 mg, 12.0 μmol) was adjusted to 7.0 by the addition of 0.01 M NaOH / H 2 O. The resulting solution was reacted with H 2 (0.1 MPa) at 25 ° C., and the color of the solution changed to a deep blue color within 30 minutes during the reaction. The solvent was concentrated and dried under vacuum {Yield: 98% based on [1b] (NO 3 ) 2 }.
Anal.Calcd.for[2a](NO 3 ):C15H13N4O4Rh:C、43.29;H、3.15;N、13.46%。Found:C、43.40;H、3.25;N、13.63%。 Anal. Calcd. for [2a] (NO 3 ) : C 15 H 13 N 4 O 4 Rh: C, 43.29; H, 3.15; N, 13.46%. Found: C, 43.40; H, 3.25; N, 13.63%.
(2)ロジウムターピリジン低原子価錯体[RhI(terpy)(CH3CN)](CF3SO3){[2b](CF3SO3)}の合成
[2a](NO3)(50.0mg、95.0μモル)の固体サンプルをNaOTf(80mg、232.5μモル)のCH3CH溶液(80mL)に溶解することで紫色の溶液が得られ、これにジエチルエーテル(200mL)を添加した。その結果得られた溶液を数日間放置し、[2b](CF3SO3)の紫色の結晶を得た。それらの結晶は濾過によって集め、真空下で乾燥させた{収率:[2a](NO3)をベースとして83%}。
(2) rhodium terpyridine low valent complex [Rh I (terpy) (CH 3 CN)] (
1H NMR(300MHz、CD3CN中、TMS基準、25℃):δ−6.50−8.20(m、11H、terpy)。
Anal.Calcd.for[2b](CF 3 SO 3 ):C18H14N4F3O3RhS:C、41.08;H、2.68;N、10.65;S、6.09%。Found:C、40.83;H、2.38;N、10.39;S、6.04%。
1 H NMR (300 MHz, in CD 3 CN, TMS standard, 25 ° C.): δ-6.50-8.20 (m, 11H, terpy).
Anal. Calcd. for [2 b] (CF 3 SO 3): C 18 H 14 N 4 F 3
(3)ロジウムターピリジン低原子価錯体のX線解析
[RhI(terpy)(CH3CN)](CF3SO3){[2b](CF3SO3)}のX線品質紫色結晶は、アセトニトリル中において、[2a](NO3)中のNO3 −カウンター・アニオンをCF3SO3 −へ置換することにより得た。
(3) X-ray analysis of rhodium terpyridine low valent complex [Rh I (terpy) (CH 3 CN)] (
図4に、X線解析により得られた50%確率の楕円を有する[2b](CF3SO3)のORTEP図を示す。図4において、明瞭化のためにカウンター・アニオン(CF3SO3)及び水素原子は省略してある。 FIG. 4 shows an ORTEP diagram of [2b] (CF 3 SO 3 ) having a 50% probability ellipse obtained by X-ray analysis. In FIG. 4, counter anions (CF 3 SO 3 ) and hydrogen atoms are omitted for clarity.
図4における主な原子間距離(Å)は、Rh1−N1=2.030(2)、Rh1−N2=1.912(2)、Rh1−N3=2.019(2)、Rh1−N4=2.019(2)、であった。 The main interatomic distances (Å) in FIG. 4 are Rh1-N1 = 2.030 (2), Rh1-N2 = 1.912 (2), Rh1-N3 = 2.020 (2), Rh1-N4 = 2.019 (2).
図4に示すように、ロジウムターピリジン低原子価錯体におけるロジウムイオンは、一つのターピリジンおよび一つのCH3CN配位子から成る平面正方形構造の中心に位置していた。 As shown in FIG. 4, the rhodium ion in the rhodium terpyridine low-valence complex was located at the center of a planar square structure consisting of one terpyridine and one CH 3 CN ligand.
[実施例3]ロジウムターピリジンヒドリド錯体の合成および同定
(1)ロジウムターピリジンヒドリド錯体[RhIII(terpy)(CH3CN)2(H)](CF3SO3)2{[3b](CF3SO3)2}の合成
[2b](CF 3 SO 3 )(10.0mg、190μモル)のCH3CN溶液(0.5ml)にCF3SO3H(10μL)を添加して、ヒドリド錯体[3b]を生成させた。その際、その溶液の色が濃い紫色から淡い黄色に直ちに変化した{1H NMRから算出した収率:[2b](CF 3 SO 3 )をベースとして99%}。
[Example 3] Synthesis and identification of rhodium terpyridine hydride complex (1) Rhodium terpyridine hydride complex [Rh III (terpy) (CH 3 CN) 2 (H)] (CF 3 SO 3 ) 2 {[3b] ( Synthesis of CF 3 SO 3 ) 2 } To a solution of [ 2 b] (CF 3 SO 3 ) (10.0 mg, 190 μmol) in CH 3 CN (0.5 ml) was added CF 3 SO 3 H (10 μL). The hydride complex [3b] was produced. At that time, the color of the solution immediately changed from dark purple to pale yellow {yield calculated from 1 H NMR: [2b] 99% based on (CF 3 SO 3 ) }.
1H NMR(300MHz、CD3CN中、TMS基準、25℃):δ−16.97{d1、JRh.H=14.9Hz、1H、Rh−H}、7.50−9.00(m、11H、terpy)。 1 H NMR (300 MHz, in CD 3 CN, TMS standard, 25 ° C.): δ-16.97 {d 1 , J Rh. H = 14.9Hz, 1H, Rh-H}, 7.50-9.00 (m, 11H, terpy).
(2)ロジウムターピリジンヒドリド錯体の1H NMR分光法による同定
25℃、CD3CN中において、ロジウムターピリジンヒドリド錯体{[3b](CF3SO3)2}を1H NMR分光法により分析した。その結果を図3に示す。
(2) Identification of rhodium terpyridine hydride complex by 1 H NMR spectroscopy At 25 ° C. in CD 3 CN, rhodium terpyridine hydride complex {[ 3 b] (CF 3 SO 3 ) 2 } is analyzed by 1 H NMR spectroscopy. analyzed. The result is shown in FIG.
図3における−16.97ppmでのダブレットのシグナルは、1/2の核スピンを保有するRhIII中心に配位されているヒドリド配位子に典型的である。 The doublet signal at -16.97 ppm in FIG. 3 is typical for a hydride ligand coordinated to the Rh III center carrying 1/2 nuclear spin.
[実施例4]ロジウムターピリジン二核錯体の合成および解析
(1)ロジウムターピリジン二核錯体[RhII 2(terpy)2(CH3CN)4](CF3SO3)4{[4b](CF3 SO 3)4}の合成
[3b](CF3SO3)2(30mg、57.0μモル)のCH3CN溶液(3mL)を数時間放置したところ、その溶液の色が黄色から赤色に変化した。その結果得られた溶液にジエチルエーテル(10mL)をゆっくり添加し、数日放置したところ、[4b](CF3SO3)4の赤色結晶を得た。この結晶を濾過によって集め、真空下で乾燥させた{単離収率:[3b](CF3SO3) 2 をベースとして90%}。
[Example 4] Synthesis and analysis of rhodium terpyridine binuclear complex (1) Rhodium terpyridine binuclear complex [Rh II 2 (terpy) 2 (CH 3 CN) 4 ] (CF 3 SO 3 ) 4 {[4b] Synthesis of (CF 3 SO 3 ) 4 } A solution of [3b] (CF 3 SO 3 ) 2 (30 mg, 57.0 μmol) in CH 3 CN (3 mL) was allowed to stand for several hours. It turned red. Diethyl ether (10 mL) was slowly added to the resulting solution and allowed to stand for several days to obtain red crystals of [4b] (CF 3 SO 3 ) 4 . The crystals were collected by filtration and dried under vacuum {Isolated yield: 90% based on [3b] (CF 3 SO 3 ) 2 }.
1H NMR(300MHz、CD3CN中、TMS基準、25℃):7.50−9.00(m,22H,terpy)。
Anal.Cald.for[4b](CF3SO3)4・CH3CN:C44H37F12N11O12Rh2S4:C、35.86;H、2.53;N、10.45;S、8.70%。
Found:C、35.94;H、2.54;N、10.36;S、8.83%。
1 H NMR (300 MHz, in CD 3 CN, TMS standard, 25 ° C.): 7.50-9.00 (m, 22H, terpy).
Anal. Cald. for [4b] (CF 3 SO 3 ) 4 • CH 3 CN: C 44 H 37 F 12 N 11 O 12 Rh 2 S 4 : C, 35.86; H, 2.53; N, 10.45; S 8.70%.
Found: C, 35.94; H, 2.54; N, 10.36; S, 8.83%.
(2)ロジウムターピリジン二核錯体のX線解析
[4b](CF3SO3)4のCH3CN溶液に、エーテルをゆっくり拡散させることで[4b](CF3SO3)4のX線品質赤色結晶を得た。図6にX線解析により得られた50%確率の楕円を有する[4b](CF3SO3)4のORTEP図を示す。図6において、明瞭化のためにカウンター・アニオン(CF3SO3)、溶媒(CH3CN)及び水素原子は省略してある。
(2) X-ray analysis of rhodium terpyridine binuclear complex [4b] X-ray of [4b] (CF 3 SO 3 ) 4 by slowly diffusing ether in a CH 3 CN solution of (CF 3 SO 3 ) 4 Quality red crystals were obtained. FIG. 6 shows an ORTEP diagram of [4b] (CF 3 SO 3 ) 4 having a 50% probability ellipse obtained by X-ray analysis. In FIG. 6, the counter anion (CF 3 SO 3 ), the solvent (CH 3 CN), and the hydrogen atom are omitted for clarity.
図5における主な原子間距離(Å)は、Rh1−Rh2=2.6897(7)、Rh1−N1=2.052(2)、Rh1−N2=1.943(2)、Rh1−N3=2.051(2)、Rh1−N4=2.025(2)、Rh1−Ni5=2.170(3)、Rh2−N6=2.056(2)、Rh2−N7=1.935(2)、Rh2−N8=2.048(2)、Rh2−N9=2.046(2)、Rh2−N10=2.203(3)、であった。 The main interatomic distances (Å) in FIG. 5 are Rh1-Rh2 = 2.6897 (7), Rh1-N1 = 2.52 (2), Rh1-N2 = 1.943 (2), Rh1-N3 = 2.051 (2), Rh1-N4 = 2.025 (2), Rh1-Ni5 = 2.170 (3), Rh2-N6 = 2.056 (2), Rh2-N7 = 1.935 (2) Rh2-N8 = 2.048 (2), Rh2-N9 = 2.046 (2), Rh2-N10 = 2.203 (3).
図5に示すように、ロジウムターピリジン二核錯体[4b]は、そのRh中心が金属−金属結合によってリンクされた二重の歪んだ8面体構造を形成していた。 As shown in FIG. 5, the rhodium terpyridine binuclear complex [4b] formed a double distorted octahedral structure in which the Rh center was linked by a metal-metal bond.
ロジウムターピリジン二核錯体[4b]は、ロジウム低原子価錯体[2b]と0.25等量のO2を反応させることによっても生成する。この結果から、このように限られた量のO2の使用によって、その後のロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b]への酸化が防止され、早い段階でその反応サイクルが停止することが分かった。 The rhodium terpyridine binuclear complex [4b] is also produced by reacting the rhodium low valence complex [2b] with 0.25 equivalent of O 2 . From this result, it was found that the use of such a limited amount of O 2 prevented the subsequent oxidation to the rhodium terpyridine peroxo complex [5b] and stopped the reaction cycle at an early stage.
[実施例5]ロジウムターピリジンペルオキソ錯体の合成および解析
(1)ロジウムターピリジンペルオキソ錯体[RhIII 2(terpy)2(CH3CN)4(μ−η1:η1−O2)](CF3SO3)4{[5b](CF3SO3)4}の合成
[4b](CF3SO3)4(30mg、57.0μモル)のCH3CN溶液(3mL)をO2分子と反応させたところ、その溶液の色が直ちに赤色から赤茶色に変化した。得られた溶液にジエチルエーテル(10mL)をゆっくり添加し、数日間放置して、[5b](CF3SO3) 4 の赤色の結晶を得た。それらの結晶を濾過によって集め、真空下で乾燥させた{単離収率:[4b](CF3SO3)4をベースとして40%}。
[Example 5] Synthesis and analysis of rhodium terpyridine peroxo complex (1) Rhodium terpyridine peroxo complex [Rh III 2 (terpy) 2 (CH 3 CN) 4 (μ-η 1 : η 1 -O 2 )] ( CF 3 SO 3) 4 {[ 5b] (
1H NMR(300MHz、CD3CN中、TMS基準、25℃):7.60−8.70(m、22H、terpy)。
Anal.Calcd.for[5b](CF3SO3)4・2CH3CN:C46H40F12N12O14Rh2S4:C、35.72;H、2.61;N、10.87:S、8.29%。
Found:C、35.57;H、2.70;N、10.68;S、8.25%。
1 H NMR (300 MHz, in CD 3 CN, TMS standard, 25 ° C.): 7.60-8.70 (m, 22H, terpy).
Anal. Calcd. for [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 · 2CH 3 CN: C 46 H 40 F 12 N 12 O 14 Rh 2 S 4 : C, 35.72; H, 2.61; N, 10.87: S , 8.29%.
Found: C, 35.57; H, 2.70; N, 10.68; S, 8.25%.
(2)ロジウムターピリジン低原子価錯体[2b]と酸素との反応時のUV−visスペクトルによる経時変化。
ロジウムターピリジン低原子価錯体[2b]は水への溶解性が低いため、ロジウムターピリジン低原子価錯体[2b]をアセトニトリルに溶解させ、酸素との反応を行い、その経時変化をUV−visスペクトルによって確認した。
(2) Time-dependent change by UV-vis spectrum during reaction of rhodium terpyridine low valence complex [2b] with oxygen.
Since rhodium terpyridine low valence complex [2b] has low solubility in water, rhodium terpyridine low valence complex [2b] is dissolved in acetonitrile, reacted with oxygen, and the change with time is measured by UV-vis. Confirmed by spectrum.
スペクトルの測定は、セプタムキャップを取り付けた石英セル中で、10μMのロジウムターピリジン低原子価錯体[2b]のアセトニトリル溶液を攪拌しながら、セプタムに25Gの針で穴を開けて徐々に酸素と反応させながら、溶液の色の変化をUV−visを用いて150秒間隔で測定した。 Spectral measurements were made in a quartz cell fitted with a septum cap, while stirring a 10 μM rhodium terpyridine low valence complex [2b] acetonitrile solution with a 25 G needle in the septum and gradually reacting with oxygen. The color change of the solution was measured at 150 second intervals using UV-vis.
その結果を図9に示す。図9に示すように、ロジウムターピリジン低原子価錯体[2b]と酸素との反応により、ロジウムターピリジン低原子価錯体[2b]に起因する320nmにおける強い吸収帯及び400〜700nm付近のブロードな吸収帯は減衰し、その時点において、溶液の色が紫色から赤茶色に変化した。 The result is shown in FIG. As shown in FIG. 9, due to the reaction of the rhodium terpyridine low valence complex [2b] with oxygen, a strong absorption band at 320 nm and a broad band around 400 to 700 nm due to the rhodium terpyridine low valence complex [2b] are obtained. The absorption band decayed, at which point the color of the solution changed from purple to reddish brown.
(3)ロジウムターピリジンペルオキソ錯体のX線解析
ロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b](CF3SO3)4の構造をX線解析により分析した。図7に、X線解析により得られた50%確率の楕円を有するロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b](CF3SO3)4のORTEP図を示す。図7において、明瞭化のためにカウンター・アニオン(CF3SO3)及び水素原子は省略してある。
(3) X-ray analysis of rhodium terpyridine peroxo complex The structure of rhodium terpyridine peroxo complex [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 was analyzed by X-ray analysis. FIG. 7 shows an ORTEP diagram of rhodium terpyridine peroxo complex [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 having a 50% probability ellipse obtained by X-ray analysis. In FIG. 7, counter anions (CF 3 SO 3 ) and hydrogen atoms are omitted for the sake of clarity.
図6おける主な原子間距離(Å)及び角度(°)は、O1−O1*=1.456(4)、Rh1−O1=1.951(2)、Rh1−N1=2.042(2)、Rh1−N2=1.936(2)、Rh1−N3=2.048(3)、Rh1−N4=2.050(2)、Rh1−N5=2.043(2)、Rh1−O1−O1*=108.3(2)、であった。 The main interatomic distance (Å) and angle (°) in FIG. 6 are O1-O1 * = 1.456 (4), Rh1-O1 = 1.951 (2), Rh1-N1 = 2.402 (2 ), Rh1-N2 = 1.936 (2), Rh1-N3 = 2.048 (3), Rh1-N4 = 2.050 (2), Rh1-N5 = 2.043 (2), Rh1-O1- O1 * = 108.3 (2).
図6に示すように、ロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b](CF3SO3)4は、Rh中心がトランスμ−1,2−ペルオキソ架橋によってリンクされた歪んだ8面体を有していた。 As shown in FIG. 6, the rhodium terpyridine peroxo complex [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 had a distorted octahedron in which the Rh center was linked by a trans μ-1,2-peroxo bridge.
ロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b](CF3SO3)4におけるO1−O1*結合距離(1.456(4)Å)は、超酸化物種(O2 −)について通常言及されている値である1.28Åよりも過酸化物種(O2 2−)について通常言及されている値である1.49Åに近い値であった[(a)Jones,R.D.;Sommerville,D.A.;Basolo,F.Chem.Rev.1979,79,139−179.(b)Niederhoffer,E.C.;Timmons,J.H.;Martell,A.E.Chem Rev.1984,84,p.137−203.]。 The O1-O1 * bond distance (1.456 (4) Å) in the rhodium terpyridine peroxo complex [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 is the value usually mentioned for the superoxide species (O 2 − ). It was a value closer to 1.49%, which is the value usually referred to for the peroxide species (O 2 2− ), rather than 1.28% [(a) Jones, R .; D. Somerville, D .; A. Basolo, F .; Chem. Rev. 1979, 79, 139-179. (B) Niederhofer, E .; C. Timmons, J .; H. Martell, A .; E. Chem Rev. 1984, 84, p. 137-203. ].
また、ロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b](CF3SO3)4におけるRh1−O1*角度、108.3(2)°は、他のペルオキソ錯体について観察された値に比べて小さかった(Mishra,B.K.;Sathyamurthy,N.J.Phys.Chem.A 2005,109,p.6−8.)。 Also, the Rh1-O1 * angle, 108.3 (2) °, in the rhodium terpyridine peroxo complex [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 was smaller than the values observed for other peroxo complexes (Mishra, B. K .; Sathyamurthy, NJ Phys. Chem. A 2005, 109, p.6-8.).
後述するラマン分析による結果から、ペルオキソ架橋配位子についてのこの短い結合長はターピリジン配位子の間のπ−π間の親和的相互作用の結果であると考えられた。このことは、ターピリジン配位子が互いにねじれていることによっても結論付けられた。 From the results of Raman analysis described below, this short bond length for the peroxo-bridged ligand was considered to be a result of the π-π affinity interaction between the terpyridine ligands. This was also concluded by the fact that the terpyridine ligands were twisted together.
(4)ロジウムターピリジンペルオキソ錯体のラマン分光法による解析
ロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b](CF3SO3)4の構造をラマン分光法により分析した。その結果を図8(a)〜(c)に示す。
(4) Analysis of rhodium terpyridine peroxo complex by Raman spectroscopy The structure of rhodium terpyridine peroxo complex [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 was analyzed by Raman spectroscopy. The results are shown in FIGS.
図8(a)にロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b](CF3SO3)4のラマンスペクトル、図8(b)にロジウムターピリジンペルオキソ錯体[18Oでラベル化された5b](CF3SO3)4のラマンスペクトルを示す。 FIG. 8A shows the Raman spectrum of rhodium terpyridine peroxo complex [5b] (CF 3 SO 3 ) 4 , and FIG. 8B shows the rhodium terpyridine peroxo complex [5b labeled with 18 O] (CF 3 SO 3 ) The Raman spectrum of 4 is shown.
図8(a)と図8(b)は、532nmレーザーで励起された、それぞれ16O2及び18O2をもって生成されたロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b]のラマンスペクトルを記載したものであって、図8(c)は、図8(a)と図8(b)との間の差スペクトルである。 FIGS. 8 (a) and 8 (b) describe the Raman spectra of the rhodium terpyridine peroxo complex [5b] produced with 16 O 2 and 18 O 2 respectively, excited by a 532 nm laser. FIG. 8 (c) is a difference spectrum between FIG. 8 (a) and FIG. 8 (b).
図8(c)に示すように、ロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b]のラマンスペクトルは、v(O−O)に帰属される816cm−1の吸収を持つことを示しており、O−O伸縮モードについてフックの法則の計算によって予測される通りに、16Oの代わりに18Oの同位体置換によって770cm−1にダウンシフトされていた。 As shown in FIG. 8 (c), the Raman spectrum of the rhodium terpyridine peroxo complex [5b] indicates that it has an absorption of 816 cm −1 attributed to v (OO), and the OO stretch The mode was downshifted to 770 cm −1 by isotope substitution of 18 O instead of 16 O as predicted by Hooke's law calculations.
[実施例6]ロジウムターピリジンペルオキソ錯体による基質の酸化
N2雰囲気下でバイアルにロジウムターピリジン低原子価錯体[2a](NO3)(5.0mg、3.0μモル)、PPh3(2.6mg、10.0μモル)及びH2O(3mL)/CDCl3(1mL)二相系溶媒を入れ、更に攪拌子を入れた後、セプタムでキャップした。その気相をO2によって置換し、2時間、25℃で攪拌した。
Example 6 rhodium terpyridine peroxo complex rhodium terpyridine low valent complex oxide N 2 vials under an atmosphere of substrate [2a] (NO 3) ( 5.0mg, 3.0μ mol), PPh 3 (2 .6 mg, 10.0 μmol) and H 2 O (3 mL) / CDCl 3 (1 mL) two-phase solvent were added, and a stir bar was added, followed by capping with a septum. The gas phase was replaced with O 2 and stirred at 25 ° C. for 2 hours.
得られた生成物をCDCl3で抽出し、1H NMRで分析した。その結果、OPPh3の収率は、ロジウムターピリジン低原子価錯体[2a](NO3)ベースで98%であった。 The resulting product was extracted with CDCl 3 and analyzed by 1 H NMR. As a result, the yield of OPPh 3 was 98% based on the rhodium terpyridine low valence complex [2a] (NO 3 ).
[比較例1]水素・酸素混合ガスを用いるトリフェニルホスフィンの酸化反応
ロジウムターピリジントリアクア錯体1aを出発錯体として、水素の混合割合を爆発範囲外に調整した水素・酸素の混合ガス(H2:1.3%、O2:1.7%、残りN2)を用いてトリフェニルホスフィンの酸化反応が触媒的に進行するかどうかの確認を行った。反応は図10に示すスキームのようにして行った。
[Comparative Example 1] Oxidation reaction of triphenylphosphine using hydrogen / oxygen mixed gas Hydrogen / oxygen mixed gas (H 2) prepared by using rhodium terpyridine triaqua complex 1a as a starting complex and adjusting the mixing ratio of hydrogen outside the explosion range. : 1.3%, O 2 : 1.7%, remaining N 2 ) was used to confirm whether the oxidation reaction of triphenylphosphine proceeds catalytically. The reaction was performed as shown in the scheme shown in FIG.
容積50mLの耐圧容器にロジウムターピリジンアクア錯体[1a]の水溶液(4mM,3mL,pH7.0)とトリフェニルホスフィンのクロロホルム溶液(10mM,1mL)を入れ、容器内を混合ガスで置換した。この混合溶液を室温で12時間攪拌後クロロホルム相を抜き取り、1H NMRで酸化生成物であるトリフェニルホスフィンオキシド(OPPh3)の生成量を確認した。 An aqueous solution (4 mM, 3 mL, pH 7.0) of rhodium terpyridine aqua complex [1a] and a chloroform solution of triphenylphosphine (10 mM, 1 mL) were placed in a pressure-resistant container having a volume of 50 mL, and the inside of the container was replaced with a mixed gas. After stirring this mixed solution at room temperature for 12 hours, the chloroform phase was extracted, and the amount of triphenylphosphine oxide (OPPh 3 ) as an oxidation product was confirmed by 1 H NMR.
その結果、反応後の溶液中のOPPh3生成量は、反応前及びブランク(触媒なし・混合ガス雰囲気下で反応、OPPh3≦1%)と差がないことから、水素・酸素の両存在下ではOPPh3の酸化反応が進行しないことがわかった。 As a result, the amount of OPPh 3 produced in the solution after the reaction is not different from that before the reaction and the blank (no catalyst / reaction in mixed gas atmosphere, OPPh 3 ≦ 1%). Then, it was found that the oxidation reaction of OPPh 3 does not proceed.
[実施例7]トリフェニルホスフィンの連続した酸化反応
トリアクア錯体1aを出発錯体として、PPh3の酸化反応を連続で行い、触媒活性が落ちないかどうかの確認を行った。反応は図11に示すスキームのようにして行った。
[Example 7] Continuous oxidation reaction of triphenylphosphine Using triaqua complex 1a as a starting complex, an oxidation reaction of PPh 3 was continuously carried out to confirm whether the catalytic activity was not lowered. The reaction was performed as shown in the scheme shown in FIG.
反応は、まずトリアクア錯体1a(4mM,3mL,pH7.0)と水素(0.1MPa)との反応を行い(6時間)、低原子価錯体2aを生成させた。水素をパージ後、錯体1aと等モル量のPPh3のクロロホルム溶液(7.5mM,1mL)を加えて酸素(0.1MPa)雰囲気下で2時間攪拌し、下記反応式によりPPh3をロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5b]により酸化し、OPPh3を生成した。 The reaction was initially Toriakua complex 1a (4 mM, 3 mL, pH 7.0) and subjected to reaction with hydrogen (0.1 MPa) (6 hours), to produce a low valent complex 2 a. After purging hydrogen, chloroform solution of PPh 3 complexes 1a equimolar amounts (7.5 mM, 1 mL) was added a stirring oxygen (0.1 MPa) 2 hours under atmosphere, the PPh 3 rhodium terpolymer by the following reaction formula OPPh 3 was generated by oxidation with pyridine peroxo complex [5b].
反応後クロロホルム相を抜き取り、OPPh3の生成を1H NMRにて確認した。錯体が含まれる水相は溶存の酸素を除くため脱気を行い、図11に示すように、さらに水素→酸素・基質との反応を繰り返し行なった。 After the reaction, the chloroform phase was extracted, and the production of OPPh 3 was confirmed by 1 H NMR. The aqueous phase containing the complex was deaerated to remove dissolved oxygen, and the reaction of hydrogen → oxygen / substrate was repeated as shown in FIG.
収率は、2電子酸化剤として挙動する能力のあるロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5a]をベースに算出した。その結果を図12に示す。 The yield was calculated based on rhodium terpyridine peroxo complex [5a] capable of acting as a two-electron oxidant. The result is shown in FIG.
図12に示すように、ロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5a]は、少なくとも4回に亘って再使用できた。すなわち、前記反応後にH2、O2及び更なる基質がこの順序で添加された時に、その反応サイクルが再開された。 As shown in FIG. 12, the rhodium terpyridine peroxo complex [5a] could be reused at least four times. That is, when H 2 , O 2 and additional substrate were added in this order after the reaction, the reaction cycle was resumed.
ロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5a]はゆっくりと不活性化された。OPPh3の全収率は、その4回目の使用時には400%ではなかった。これは、各々のサイクルの収率が、通常2電子酸化剤であると考えられるロジウムターピリジンペルオキソ錯体[5a]をベースとすると84〜90%であったからである。 The rhodium terpyridine peroxo complex [5a] was slowly inactivated. The overall yield of OPPh 3 was not 400% on its fourth use. This is because the yield of each cycle was 84-90% based on rhodium terpyridine peroxo complex [5a], which is usually considered to be a two-electron oxidant.
この結果から、本発明の基質の酸化方法によれば、ロジウムターピリジンアクア錯体を用い、水素を還元剤として用いることで、均一系において酸素分子を還元的に活性化し、当該酸素分子により基質を連続して酸化することができることが分かった。 From this result, according to the method for oxidizing a substrate of the present invention, by using a rhodium terpyridine aqua complex and hydrogen as a reducing agent, oxygen molecules are reductively activated in a homogeneous system, and the substrate is converted by the oxygen molecules. It has been found that it can be oxidized continuously.
Claims (11)
(工程A)水素分子(H2)に、下記式(1)で表されるロジウムターピリジンアクア錯体(M)を作用させ、該水素分子から電子を抽出し、下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)に電子を保持させる工程
2H2+2M→4H++2[M+2e−]
(工程B)下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)にプロトンを反応させることで、下記式(3)で表されるロジウムターピリジンヒドリド錯体(MH)を経由して水素の還元的脱離により下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)を生成する工程
2[M+2e−]+2H+→2[MH]→H2+[M2+2e−]
(工程C)下記反応式で表されるように、下記式(2)で表されるロジウムターピリジン低原子価錯体(M+2e−)の酸化により、下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)を生成する工程
2[M+2e−]→2e−+[M2+2e−]
(工程D)下記反応式で表されるように、下記式(4)で表されるロジウムターピリジン二核錯体(M2+2e−)と酸素(O2)とを反応させて、下記式(5)で表されるロジウムターピリジンペルオキソ錯体を生成する工程
[M2+2e−]+O2→[M2O2+2e−]
(工程E)下記反応式で表されるように、下記式(5)で表されるロジウムターピリジンペルオキソ錯体(M2O2+2e−)を基質(Q)と反応させて、基質を酸化する工程
[M 2 O 2 +2e − ]+Q+2H + +H 2 O→2M+QO
[上記反応式において、Qはトリフェニルホスフィンである。]
[式(1)において、XおよびYはそれぞれH2OまたはOH−である(但し、XとYの両方がOH − である場合を除く)。]
[式(2)において、XはH2Oである。]
[式(3)において、XはH2Oである。]
[式(4)において、XはH2Oである。]
[式(5)において、XはH2Oである。] A method for oxidizing a substrate comprising the following steps A, B, D, E or the following steps A, C, D, E.
(Step A) The rhodium terpyridine aqua complex (M) represented by the following formula (1) is allowed to act on the hydrogen molecule (H 2 ) to extract electrons from the hydrogen molecule, and represented by the following reaction formula: And a step of holding electrons in the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2):
2H 2 + 2M → 4H + +2 [M + 2e − ]
(Step B) As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2) is reacted with a proton, and represented by the following formula (3). Step 2 [M + 2e − ] of producing a rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) by reductive elimination of hydrogen via a rhodium terpyridine hydride complex (MH) + 2H + → 2 [MH] → H 2 + [M 2 + 2e − ]
(Step C) As represented by the following reaction formula, rhodium terpyridine represented by the following formula (4) is obtained by oxidation of the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2). Step of generating a binuclear complex (M 2 + 2e − ) 2 [M + 2e − ] → 2e − + [M 2 + 2e − ]
(Step D) As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) is reacted with oxygen (O 2 ), and the following formula ( 5) Step of producing a rhodium terpyridine peroxo complex represented by [M 2 + 2e − ] + O 2 → [M 2 O 2 + 2e − ]
(Step E) As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine peroxo complex (M 2 O 2 + 2e − ) represented by the following formula (5) is reacted with the substrate (Q) to oxidize the substrate. Process
[M 2 O 2 + 2e − ] + Q + 2H + + H 2 O → 2M + QO
[In the above reaction formula, Q is triphenylphosphine. ]
[In the formula (1), X and Y are each H 2 O or OH − (except that both X and Y are OH − ) . ]
[In the formula (2), X is H 2 O. ]
[In the formula (3), X is H 2 O. ]
[In the formula (4), X is H 2 O. ]
[In formula (5), X is H 2 O. ]
[式(1)において、XおよびYはそれぞれH2OまたはOH−である(但し、XとYの両方がOH − である場合を除く)。] A rhodium terpyridine aqua complex (M) represented by the following formula (1) used in the oxidation method according to claim 1.
[In the formula (1), X and Y are each H 2 O or OH − (except that both X and Y are OH − ) . ]
[式(2)において、XはH2Oである。] A rhodium terpyridine low-valence complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (2) used in the oxidation method according to claim 1.
[In the formula (2), X is H 2 O. ]
[式(3)において、XはH2Oである。] The rhodium terpyridine hydride complex (MH) represented by following formula (3) used for the oxidation method of Claim 1.
[In the formula (3), X is H 2 O. ]
[式(4)において、XはH2Oである。] A rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) used in the oxidation reaction according to claim 1.
[In the formula (4), X is H 2 O. ]
[式(5)において、XはH2Oである。] A rhodium terpyridine peroxo complex (M 2 O 2 + 2e − ) represented by the following formula (5) used in the oxidation method according to claim 1.
[In formula (5), X is H 2 O. ]
2H2+2M→4H++2[M+2e−]
[式(1)において、XおよびYはそれぞれH2OまたはOH−である(但し、XとYの両方がOH − である場合を除く)。]
[式(2)において、XはH2Oである。] The rhodium terpyridine aqua complex (M) represented by the following formula (1) is allowed to act on the hydrogen molecule (H 2 ), and electrons are extracted from the hydrogen molecule. A method of holding electrons in the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by (2).
2H 2 + 2M → 4H + +2 [M + 2e − ]
[In the formula (1), X and Y are each H 2 O or OH − (except that both X and Y are OH − ) . ]
[In the formula (2), X is H 2 O. ]
2[M+2e−]+2H+→2[MH]→H2+[M2+2e−]
[式(2)において、XはH2Oである。]
[式(3)において、XはH2Oである。]
[式(4)において、XはH2Oである。] As represented by the following reaction formula, a rhodium terpyridine represented by the following formula (3) is obtained by reacting a proton with the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2). A method for producing a rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) by reductive elimination of hydrogen via a hydride complex (MH).
2 [M + 2e − ] + 2H + → 2 [MH] → H 2 + [M 2 + 2e − ]
[In the formula (2), X is H 2 O. ]
[In the formula (3), X is H 2 O. ]
[In the formula (4), X is H 2 O. ]
2[M+2e−]→2e−+[M2+2e−]
[式(2)において、XはH2Oである。]
[式(4)において、XはH2Oである。] As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine binuclear complex represented by the following formula (4) (O) is oxidized by oxidation of the rhodium terpyridine low valence complex (M + 2e − ) represented by the following formula (2) ( M 2 + 2e − ).
2 [M + 2e − ] → 2e − + [M 2 + 2e − ]
[In the formula (2), X is H 2 O. ]
[In the formula (4), X is H 2 O. ]
[M2+2e−]+O2→[M2O2+2e−]
[式(4)において、XはH2Oである。]
[式(5)において、XはH2Oである。] As represented by the following reaction formula, the rhodium terpyridine binuclear complex (M 2 + 2e − ) represented by the following formula (4) is reacted with oxygen (O 2 ), and is represented by the following formula (5). To produce a rhodium terpyridine peroxo complex.
[M 2 + 2e − ] + O 2 → [M 2 O 2 + 2e − ]
[In the formula (4), X is H 2 O. ]
[In formula (5), X is H 2 O. ]
[M2O2+2e−]+Q+2H++H2O→2M+QO
[上記反応式において、Qはトリフェニルホスフィンである。]
[式(5)において、XはH2Oである。] A method of oxidizing a substrate by reacting a rhodium terpyridine peroxo complex (M 2 O 2 + 2e − ) represented by the following formula (5) with a substrate (Q) as represented by the following reaction formula.
[M 2 O 2 + 2e − ] + Q + 2H + + H 2 O → 2M + QO
[In the above reaction formula, Q is triphenylphosphine. ]
[In formula (5), X is H 2 O. ]
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