[スポンサーリンク]

chemglossary

フラストレイティド・ルイスペア Frustrated Lewis Pair

[スポンサーリンク]

 
嵩高い置換基を持つルイス酸とルイス塩基の同士は、その立体障害ゆえにお互い錯形成を行うことができない。このような酸-塩基コンビネーションを、フラストレイティド・ルイスペア(frustrated Lewis pair;FLP)と呼ぶ[1]。

酸・塩基双方の性質を打ち消し合うことが無く、両者の協同作用を期待した反応性・化学系の設計がFLPでは実現されうる。

分子状水素をヘテロリティクに開裂させることも可能である[2]。他にも、極めて安定な物質たる二酸化炭素、亜酸化窒素などを活性化可能なことが示されている。

 

FLP2
この特性ゆえ、水素貯蔵材料、環境対策に向けての新規な化学変換プロセス、斬新な有機分子触媒などの次世代機能性材料開発に有効なベーシック・コンセプトとみなされており、近年大きな注目を集める概念の一つである。

 

関連論文

[1] review: (a) ““Frustrated Lewis pairs”: a concept for new reactivity and catalysis”

Stephan, D. W. Org. Biomol. Chem. 2008, 6, 1535. doi:10.1039/b802575b

GA

The concept of “frustrated Lewis pairs” is described and shown to result in molecular systems capable of unique reactivity as well as applications in catalysis.

(b) “Tuning Lewis acidity using the reactivity of “frustrated Lewis pairs”: facile formation of phosphine-boranes and cationic phosphonium-boranes”

Welch, G .C.; Cabrera, L.; Chase, P. A.; Hllink, E.; Masujda, J. D.; Wei, P.; Stephan, D. W. Dalton Trans. 2007, 3407. DOI: 10.1039/B704417H

GA-1

The concept of “frustrated Lewis pairs” involves donor and acceptor sites in which steric congestion precludes Lewis acid–base adduct formation. In the case of sterically demandingphosphines and boranes, this lack of self-quenching prompts nucleophilic attack at a carbon parato B followed by fluoride transfer affording zwitterionic phosphonium borates [R3P(C6F4)BF(C6F5)2] and [R2PH(C6F4)BF(C6F5)2]. These can be easily transformed into the cationic phosphonium-boranes [R3P(C6F4)B(C6F5)2]+ and [R2PH(C6F4)B(C6F5)2]+ or into the neutral phosphino-boranes R2P(C6F4)B(C6F5)2. This new reactivity provides a modular route to a family of boranes in which the steric features about the Lewis acidic center remains constant and yet the variation in substitution provides a facile avenue for the tuning of the Lewis acidity. Employing the Gutmann–Beckett and Childs methods for determining Lewis acid strength, it is demonstrated that the cationic boranes are much more Lewis acidic than B(C6F5)3, while the acidity of the phosphineboranes is diminished.

(c) “Frustrated Lewis Pairs: Metal-free Hydrogen Activation and More”

Stephane, D. W.; Erker, G. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 46. DOI: 10.1002/anie.200903708

mcontent

Sterically encumbered Lewis acid and Lewis base combinations do not undergo the ubiquitous neutralization reaction to form “classical” Lewis acid/Lewis base adducts. Rather, both the unquenched Lewis acidity and basicity of such sterically “frustrated Lewis pairs (FLPs)” is available to carry out unusual reactions. Typical examples of frustrated Lewis pairs are inter- or intramolecular combinations of bulky phosphines or amines with strongly electrophilic RB(C6F5)2 components. Many examples of such frustrated Lewis pairs are able to cleave dihydrogen heterolytically. The resulting H+/H pairs (stabilized for example, in the form of the respective phosphonium cation/hydridoborate anion salts) serve as active metal-free catalysts for the hydrogenation of, for example, bulky imines, enamines, or enol ethers. Frustrated Lewis pairs also react with alkenes, aldehydes, and a variety of other small molecules, including carbon dioxide, in cooperative three-component reactions, offering new strategies for synthetic chemistry.

(d) “A Perspective on Frustrated Lewis Pairs”

Stephan, D. W. J. Am. Chem. Soc. 2015, DOI: 10.1021/jacs.5b06794

 

[2] “Reversible, Metal-Free Hydrogen Activation”

Welch, G. C.; Juan, R. R. S.; Masuda, J. D.; Stephan, D. W. Science 2006, 314, 1124. doi:10.1126/science.1134230

Although reversible covalent activation of molecular hydrogen (H2) is a common reaction at transition metal centers, it has proven elusive in compounds of the lighter elements. We report that the compound (C6H2Me3)2PH(C6F4)BH(C6F5)2 (Me, methyl), which we derived through an unusual reaction involving dimesitylphosphine substitution at a para carbon of tris(pentafluorophenyl) borane, cleanly loses H2 at temperatures above 100°C. Preliminary kinetic studies reveal this process to be first order. Remarkably, the dehydrogenated product (C6H2Me3)2P(C6F4)B(C6F5)2 is stable and reacts with 1 atmosphere of H2 at 25°C to reform the starting complex. Deuteration studies were also carried out to probe the mechanism.

 

関連書籍

関連リンク

Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 多重薬理 Polypharmacology
  2. スナップタグ SNAP-tag
  3. キレート効果 Chelate Effect
  4. 導電性ゲル Conducting Gels: 流れない流体に電気…
  5. 分子糊 モレキュラーグルー (Molecular Glue)
  6. ビオチン標識 biotin label
  7. エピジェネティクス epigenetics
  8. デンドリマー / dendrimer

注目情報

ピックアップ記事

  1. アジサイの青色色素錯体をガク片の中に直接検出!
  2. 化学研究ライフハック:情報収集の機会損失を減らす「Read It Later」
  3. ターボグリニャール試薬
  4. 秋の褒章2009 -化学-
  5. 有機合成のカラム精製に革新を 〜モノリスカラムで変わる「研究のスピード」〜
  6. 日本化学会がプロモーションムービーをつくった:ATP交流会で初公開
  7. 第六回ケムステVシンポ「高機能性金属錯体が拓く触媒科学」
  8. 生体組織を人工ラベル化する「AGOX Chemistry」
  9. 第96回日本化学会付設展示会ケムステキャンペーン!Part I
  10. 大学院生になっても宿題に追われるってどないなんだが?【アメリカでPh.D.を取る–コースワークの巻–】

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2009年12月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

注目情報

最新記事

有機合成のカラム精製に革新を 〜モノリスカラムで変わる「研究のスピード」〜

筆者の研究室では有機合成を行っています。合成も大変ですが、何より大変なのが精製操作。最近、とある…

酸素は系内に入り込み続ける【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか3. 反応操作をし…

アンモニウム構造によりラジカル種の発生位置を完全に制御!

第710回のスポットライトリサーチは、関西学院大学理工学研究科 村上研究室の榊原 陽太(さかきばら …

化学つれづれ草【ある研究者の回想】

概要物理化学者で量子機能材料を専門とする著者によるエッセイ集.化学者としての研究,教育,人生…

第60回有機反応若手の会

開催概要有機反応若手の会は、有機化学分野で研究を行う全国の大学院生を中心とした若手研究者が集い、…

ノーベル賞受賞者と語り合う5日間!「第18回HOPEミーティング」参加者募集!

申し込みはこちら概要主催:独立行政法人 日本学術振興会(JSPS)開催地:神奈川…

光触媒による高効率なCO2還元の実現―まさかの光を弱く当てることが重要だった―

第709回のスポットライトリサーチは、東京科学大学 理学院(前田研究室)博士後期課程2年の仲田竜一 …

「π-πスタッキング」という言葉が生む誤解【芳香環の相互作用を見直す: 前編】

芳香環が平行に並んで近接しているとき、その構造を「π–π スタッキング」と表されることがよくあります…

一重項酸素によるC(sp2)−P結合切断を用いた長波長光によるリン化合物のアンケージング

第 708 回のスポットライトリサーチは、同志社女子大学 薬学部 医療薬学科 5…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける画像解析の活用ガイド

開催概要材料開発において、電子顕微鏡やX線トモグラフィーを用いて材料の微細構造を観察するために画…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP