メタロセンの形成過程を究明 二重リングスリップ中間体の構造を初めて詳細解析――刺激応答性材料設計に新たな可能性

2026-05-21 沖縄科学技術大学院大学

沖縄科学技術大学院大学(OIST)の研究チームは、メタロセン形成過程で生じる極めて不安定な「二重リングスリップ中間体」の完全な構造解析に世界で初めて成功した。メタロセンは金属原子が二つの炭素環に挟まれたサンドイッチ型有機金属錯体であり、触媒、材料、エネルギー、センサー、ドラッグデリバリーなど幅広い分野で利用されている。研究では、ルテニウムを中心金属とするルテノセン誘導体にピンサー配位子を導入することで、通常は瞬間的にしか存在しない二重リングスリップ型中間体を安定化し、単結晶X線回折、NMR、質量分析などを用いて詳細構造を解明した。さらに計算化学解析により、この中間体から単一リングスリップ構造が形成される反応経路も明らかにした。本成果は、メタロセン形成機構理解を大きく前進させるとともに、機械刺激などで構造変化する刺激応答性材料設計への応用可能性を示すものである。論文は「Journal of the American Chemical Society(JACS)」に掲載された。

メタロセンの形成過程を究明 二重リングスリップ中間体の構造を初めて詳細解析――刺激応答性材料設計に新たな可能性
© Yury Torubaev

<関連情報>

二重環スリップ型ルテノセン中間体の分子構造 Molecular Structure of a Doubly Ring-Slipped Ruthenocene Intermediate

Felix Wech,Yury Torubaev,and Satoshi Takebayashi
Journal of the American Chemical Society  Published: May 21, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.6c04198

Abstract

We report a structural characterization of a doubly ring-slipped η1-cyclopentadienyl ruthenocene intermediate, an analogue of putative intermediates involved in the formation and deformation of ferrocene derivatives. The thermodynamically unfavorable doubly ring-slipped intermediate was kinetically trapped using a pincer ligand, and its structure was determined using single-crystal X-ray crystallography. This intermediate quantitatively converted to a ruthenocene derivative with two η5-cyclopentadienyl ligands. A possible intermediate in this η1 to η5 double ring-slippage was trapped by the addition of PMe3 as an η1, η5 complex. The thermodynamic preference and the kinetic barrier of the double ring-slippage were confirmed by DFT calculations, along with a possible reaction path.

0502有機化学製品
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