JP2008013533A - アミジン−カルボン酸錯体及び複数錯体含有化合物 - Google Patents

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Abstract

【課題】サイズを制御したクラスターを簡便に且つ大量に合成することを可能にする新規な複数錯体含有化合物、及びこの化合物の合成のために用いることができる金属錯体を提供する。また、これらの複数錯体含有化合物及び錯体を製造するための方法を提供する。
【解決手段】アミジン配位子とカルボン酸配位子とが、1個の金属原子又は複数個の同じ種類の金属原子に配位してなる、アミジン−カルボン酸錯体とする。また2又はそれよりも多くのこのアミジン−カルボン酸錯体を有する複数錯体含有化合物とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、アミジン−カルボン酸錯体及び複数錯体含有化合物、並びにそれらの製造方法に関する。また本発明は、本発明の複数錯体含有化合物を用いて、クラスターサイズが制御された金属又は金属酸化物クラスターを製造する方法に関する。
近年の研究によれば、制御されたサイズを有する金属クラスターは、触媒活性等の化学的性質及び磁性等の物理的性質に関して、バルクの金属とは異なる性質を有することが分かっている。
このクラスターの特異な性質を利用するために、サイズを制御したクラスターを簡便に且つ大量に合成する方法が必要とされている。尚、サイズを制御したクラスターを得るために現在知られている方法としては、真空中において金属ターゲットを蒸散させて様々なサイズのクラスターを生成させ、このようにして得たクラスターを、マススペクトルの原理を用いてクラスターサイズを分離する方法がある。しかしながらこの方法では、サイズを制御したクラスターを簡便に且つ大量に合成することはできない。
クラスターの特異な性質に関して、例えば非特許文献1では、この文献から転記して図1に示したように、気相中における白金触媒とメタン分子との反応性が、白金クラスターサイズに大きく影響されること、この反応のための最適なクラスターサイズがあることを報告している。
貴金属による触媒性能を用いる例としては、自動車用エンジン等の内燃機関から排出される排ガスの浄化を挙げることができる。この排ガスの浄化では、排ガス中に含有される一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)等を、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)等の貴金属を主成分とする触媒成分によって、二酸化炭素、窒素、酸素に転化させている。この排ガス浄化の用途では一般に、貴金属である触媒成分をアルミナ等の酸化物担体に担持して、排ガスと触媒成分との大きい接触面積を与えるようにしている。
触媒成分である貴金属の酸化物担体への担持は一般に、貴金属の硝酸塩又は単一の貴金属原子を有する貴金属錯体の溶液を酸化物担体に含浸させて、酸化物担体の表面に貴金属化合物を分散させ、次いで溶液を含浸させた担体を乾燥及び焼成することによって行っている。このような方法では、意図したサイズ又は原子数を有する貴金属クラスターを得ることは困難である。
こうした排ガス浄化用触媒においても、排ガス浄化性能をさらに向上させために、貴金属をクラスターの状態で担持させることが提案されている。例えば特許文献1では、カルボニル基を配位子とする金属クラスター錯体を用いると、触媒金属を超微粒子の状態で直接に担体に担持できるとしている。
また、特許文献2では、カーボンナノチューブ等の中空の炭素材料の細孔中に貴金属を導入し、この貴金属が導入された炭素材料を酸化物担体に固定し、焼成することによって、クラスターサイズが制御された貴金属触媒を製造することを開示している。
更に特許文献3では、ロジウムイオン及び白金イオンを含有する溶液に還元剤を添加し、ロジウムと白金とが固溶した合金からなる金属クラスターを得ることを開示している。
また更に特許文献4では、複数の有機多座配位子と複数の貴金属原子からなる多核錯体を酸化物担体上に析出させ、次いで有機多座配位子を除去することにより、貴金属クラスター担持触媒を製造する貴金属クラスター担持触媒の製造方法を開示している。またこの特許文献4では、酸化物担体表面上の水酸基と有機多座配位子とを反応させて有機多座配位子を酸化物担体に結合させ、この有機多座配位子を貴金属原子及び他の有機多座配位子と反応させて酸化物担体上に結合した多核錯体を形成し、次いでこの多核錯体の有機多座配位子を除去することを含む、貴金属クラスター担持触媒の製造方法を開示している。
尚、金属錯体に関しては、多価配位子を用いて無数の金属原子を有するポリマーを得ることが知られている。例えば特許文献5では、ジカルボン酸を用いて、巨大三次元構造を有するジカルボン酸金属錯体ポリマーを得ている。
特開平11−285644号公報 特開2003−181288号公報 特開平9−253490号公報 特開2006−55807号公報 特開2000−109485号公報 "Adsorption and Reaction of Methanol Molecule on NickelCluster Ions, Nin+ (n=3−11).", M. Ichihashi, T. Hanmura, R.T. Yadav andT. Kondow, J. Phys. Chem. A, 104, 11885 (2000)
サイズを制御した金属又は金属酸化物クラスターを簡便に且つ大量に合成することを可能にする新規な複数錯体含有化合物、及びこの化合物の合成のために用いることができる金属錯体を提供する。また、これらの複数錯体含有化合物及び錯体を製造するための方法を提供する。
(アミジン−カルボン酸錯体)
本発明のアミジン−カルボン酸錯体は、アミジン配位子とカルボン酸配位子とが、1個の金属原子又は複数個の同じ種類の金属原子に配位してなる。
本発明のアミジン−カルボン酸錯体の配位子の一部を、多価カルボン酸配位子で置換することによって、本発明の複数錯体含有化合物を得ることができる。この場合、多価カルボン酸配位子は、アミジン配位子ではなく、カルボン酸配位子を選択的に置換する。これは、アミジン配位子は、カルボン酸配位子よりも金属原子に配位する傾向が強く、従ってジカルボン酸配位子によって置換されにくいことによる。
このように、多価カルボン酸配位子が、原料として用いられる本発明のアミジン−カルボン酸錯体のカルボン酸配位子のみを置換可能であること、すなわち配位子のうちの一部のみを置換可能であることによって、生成物として得られる複数錯体含有化合物の構造異性体が比較的少なくなる。これは、意図する複数錯体含有化合物を、未反応錯体及び意図する複数錯体含有化合物よりも多い又は少ない錯体を有する複数錯体含有化合物から、再結晶化等の精製操作によって分離することを容易にする。
また、多価カルボン酸配位子が、原料として用いられる本発明の錯体の一部の配位子のみを置換可能であることによって、無数の錯体が相互に結合してなる巨大な複数錯体含有化合物の生成を抑制することができる。
(アミジン−カルボン酸錯体の製造方法)
上記のアミジン−カルボン酸錯体を製造する本発明の方法は、下記の工程を含む:
(a)1個の金属原子又は複数個の同じ種類の金属原子に、複数個のカルボン酸配位子が配位してなる、カルボン酸錯体を提供すること、
(b)アミジン配位子源を提供すること、並びに
(c)カルボン酸錯体とアミジン配位子源とを溶媒中で混合して、カルボン酸錯体のカルボン酸配位子の一部を、アミジン配位子で置換すること。
この方法によれば、本発明のアミジン−カルボン酸錯体を製造することができる。
(複数錯体含有化合物)
本発明の複数錯体含有化合物は、上記のアミジン−カルボン酸錯体及びそれらの組合せからなる群より選択されるアミジン−カルボン酸錯体の2又はそれよりも多くが、そのカルボン酸配位子の少なくとも一部を置換している多価カルボン酸配位子を介して相互に結合されてなる。
本発明の複数錯体含有化合物は、本発明のアミジン−カルボン酸錯体で構成されている。従って、複数錯体含有化合物がアミジン配位子を有さずにカルボン酸配位子のみを有している場合と比較して、存在しうる構造異性体の数が少ない。これは、アミジン配位子は、カルボン酸配位子よりも金属原子に配位する傾向が強く、従って置換されにくいので、多価カルボン酸配位子が、カルボン酸配位子を選択的に置換していることによる。
このように存在しうる構造異性体の数が比較的少ないことは、この複数錯体含有化合物を溶媒中において均一系触媒として使用したときに、意図しない副生成物の生成を抑制することを可能にする。
また、存在しうる構造異性体の数が比較的少ないことは、意図する複数錯体含有化合物を、未反応錯体及び意図する複数錯体含有化合物よりも多い又は少ない錯体を有する複数錯体含有化合物から、再結晶化等の精製操作によって分離することを容易にする。
更に、本発明の複数錯体含有化合物によれば、焼成等によってこの化合物の配位子を除去したときに、この化合物に含有される数の金属原子を有する金属又は金属酸化物クラスターを得ることができる。
(複数錯体含有化合物の製造方法)
複数錯体含有化合物を製造する本発明の方法は、下記の工程を含む:
(a)上記のアミジン−カルボン酸錯体及びそれらの組合せからなる群より選択されるアミジン−カルボン酸錯体を提供すること、
(b)多価カルボン酸配位子源を提供すること、及び
(c)アミジン−カルボン酸錯体と多価カルボン酸配位子源とを溶媒中で混合して、アミジン−カルボン酸錯体のカルボン酸配位子の少なくとも一部を、多価カルボン酸配位子によって置換すること。
この方法によれば、本発明の複数錯体含有化合物を得ることができる。尚、本明細書の記載において、用語「配位子源」は、溶媒に溶解させたときに対応する配位子を提供する化合物を意味する。
(金属又は金属酸化物クラスターの製造方法)
金属又は金属酸化物クラスターを製造する本発明の方法は、下記の工程を含む:
(a)上記の複数錯体含有化合物を含有する溶液を提供すること、並びに
(b)複数錯体含有化合物の配位子を除去すること。
この方法によれば、上記の複数錯体含有化合物が有する数の金属原子を有する金属又は金属酸化物クラスターを得ることができる。尚、この方法によれば、上記の複数錯体含有化合物、すなわち存在しうる構造異性体が比較的少ない複数錯体含有化合物を用いることによって、得られる金属又は金属酸化物クラスターの形状も制御できることがある。
(アミジン−カルボン酸錯体)
本発明のアミジン−カルボン酸錯体は、アミジン配位子とカルボン酸配位子とが、1個の金属原子又は複数個の同じ種類の金属原子に配位してなる。
本発明のアミジン−カルボン酸錯体のアミジン配位子及びカルボン酸配位子は、得られるアミジン−カルボン酸錯体の物性、構造等を考慮して任意に選択することができる。これはそれぞれ、一価アミジン及び一価カルボン酸によって提供される単座配位子であっても、多価アミジン及び多価カルボン酸によって提供されるキレート配位子のような多座配位子であってもよい。
本発明のアミジン−カルボン酸錯体のカルボン酸配位子は、アミジン−カルボン酸錯体を形成することができる任意のカルボン酸配位子、特に一価カルボン酸配位子でよく、例えば下記の式を有するカルボン酸配位子を挙げることができる:
(Rは、水素、又は置換若しくは無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、脂環式基又はアラルキル基)。
例えばRは、水素、又は置換又は無置換のC〜C30(すなわち炭素原子数1〜30(以下同様))、特にC〜C10のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、脂環式基又はアラルキル基であってよい。またRは、水素、又はC〜C、特にC〜Cのアルキル基、アルケニル基又はアルキニル基であってよい。
具体的なカルボン酸配位子としては、ギ酸(ホルマト)配位子、酢酸(アセタト)配位子、プロピオン酸(プロピオナト)配位子、エチレンジアミン四酢酸配位子を挙げることができる。
本発明のアミジン−カルボン酸錯体のアミジン配位子は、下記の式を有する一価又は多価のアミジン配位子であってよい:
(R〜Rはそれぞれ独立に、水素、又は置換若しくは無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、脂環式基若しくはアラルキル基であり、Rは、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、アラルキレン基又は二価の脂環式基であり、且つnは0〜5の整数)。
ここで、アミジン配位子の炭素上の置換基であるR及びRはそれぞれ独立に、水素、又は置換若しくは無置換のC〜C10のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、脂環式基若しくはアラルキル基であってよく、特に水素又は置換若しくは無置換のフェニル基であってよい。
またアミジン配位子の窒素上の置換基であるR及びRはそれぞれ独立に、置換又は無置換のアリール基又は脂環式基、特に置換又は無置換のC〜C30のアリール基又は脂環式基、より特に置換又は無置換のフェニル基であってよい。この置換フェニル基としては、パラ位が置換されているフェニル基、特にパラ位がC〜C10のアルコキシ基、C〜C10のアシル基又はハロゲン原子で置換されているフェニル基、より特にパラ位がC〜Cのアルコキシ基、C〜Cのアシル基又はハロゲン原子で置換されているフェニル基等を挙げることができる。
アミジン配位子の窒素上の置換基であるR及びRが立体的にかさばる基、例えば置換又は無置換のアリール基又は脂環式基、特にパラ位が置換されているフェニル基である場合、このアミジン−カルボン酸錯体を合成するときに、この置換基の立体障害によってアミジン配位子同士が隣接して配位しないようにして、アミジン配位子を、選択的な位置に配位させること又は一部にのみ配位させることができる。
アミジン配位子においてアミジン配位子同士を結合しているRは、置換若しくは無置換のC〜C10のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、アラルキレン基又は二価の脂環式基、例えばC〜Cのアルキレン基、特にCのアルキレン基であってよい。
例えば、本発明のアミジン−カルボン酸錯体のアミジン配位子は、n=0のアミジン配位子、すなわち下記の式を有する一価アミジン配位子であってよい:
具体的な一価アミジン配位子としては、N,N’−ビスフェニルホルムアミジン配位子及びその置換体、例えばN,N’−ビス(p−メトキシフェニル)ホルムアミジン配位子、N,N’−ビス(p−アセチルフェニル)ホルムアミジン配位子、及びN,N’−ビス(p−クロロフェニル)ホルムアミジン配位子を挙げることができる。
また例えば、本発明のアミジン−カルボン酸錯体のアミジン配位子は、n=1のアミジン配位子、すなわち下記の式を有する二価アミジン配位子であってよい:
この二価アミジン配位子によれば、2つのアミジン配位子の相対的な位置に応じて、特定の位置関係にあるカルボン酸配位子を置換して、アミジン−カルボン酸配位子を得ることができる。このようにして得られるアミジン−カルボン酸配位子によれば、多価カルボン酸配位子によって、このアミジン−カルボン酸錯体の特定の位置のカルボン酸のみを置換して、生成物として得られる複数錯体含有化合物の構造異性体を特に比較的少なくすること、又は意図する形状の複数錯体含有化合物を得ることができる。
具体的な二価アミジン配位子としては、1,3−ビス(フェニルベンズアミジノ)プロパン及びその置換体、例えば1,3−ビス(p−メトキシフェニルベンズアミジノ)プロパンを挙げることができる。
アミジン−カルボン酸錯体の核となる金属は、アミジン−カルボン酸錯体を形成できれば典型金属又は遷移金属のいずれでもよい。この金属は、特に遷移金属、より特に4〜11族の遷移金属、例えばチタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金からなる群より選択される金属であってよい。
また本発明のアミジン−カルボン酸錯体から作られる複数錯体含有化合物を用いて、触媒を提供する場合、この金属として、触媒の用途に有益な金属、例えば鉄族元素(鉄、コバルト、ニッケル)、銅、白金族元素(ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、及び白金)、金、銀を用いることができる。
本発明のアミジン−カルボン酸錯体は単核錯体であっても多核錯体であってもよいが、例えば2〜10、特に2〜5の金属原子を有する多核錯体であってよい。
具体的な本発明のアミジン−カルボン酸錯体としては例えば、下記の式を有するアミジン−カルボン酸錯体を挙げることができる:
(R及びRはそれぞれ独立に、置換又は無置換のアリール基又は脂環式基)。
ここでRは、水素、又は置換若しくは無置換のフェニル基、特に水素であってよい。
上記の式のアミジン−カルボン酸錯体、すなわちオクタアセタト四白金の白金4原子が存在する面とほぼ同じ面のアセタト配位子のうちのトランス位の2つのアセタト(酢酸)配位子がアミジン配位子によって置換されているアミジン−カルボン酸錯体によれば、ジカルボン酸配位子によってカルボン酸配位子の一部を置換して複数錯体含有化合物を得るときに、アミジン−カルボン酸錯体を直鎖状に整列させて結合することができる。
具体的な他の本発明のアミジン−カルボン酸錯体としては例えば、下記の式を有するアミジン−カルボン酸錯体を挙げることができる:
(R及びRはそれぞれ独立に、置換又は無置換のアリール基又は脂環式基であり、且つRは置換又は無置換のCのアルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基)。
ここでR及びRは、水素、又は置換若しくは無置換のフェニル基、特にフェニル基であってよい。
上記の式のアミジン−カルボン酸錯体、すなわちオクタアセタト四白金の白金4原子が存在する面とほぼ同じ面のアセタト配位子のうちのシス位の2つのアセタト(酢酸)配位子がアミジン配位子によって置換されているアミジン−カルボン酸錯体によれば、ジカルボン酸配位子によってカルボン酸配位子の一部を置換して複数錯体含有化合物を得るときに、アミジン−カルボン酸錯体を二次元的に集積させて結合することができる。
尚、オクタアセタト四白金では、白金4原子が存在する面とほぼ同じ面に存在する4つのアセタト配位子に加えて、この面に対してほぼ垂直な方向に配位している4つのアセタト配位子が存在する。しかしながら、白金4原子が存在する面に対してほぼ垂直な方向に配位している4つのアセタト配位子は、白金4原子が存在する面とほぼ同じ面に存在するアセタト配位子と比べて配位子交換反応に寄与しにくい。
(アミジン−カルボン酸錯体の製造方法)
上記のアミジン−カルボン酸錯体を製造する本発明の方法は、下記の工程を含む:
(a)1個の金属原子又は複数個の同じ種類の金属原子に、複数個のカルボン酸配位子が配位してなる、カルボン酸錯体を提供すること、
(b)アミジン配位子源を提供すること、並びに
(c)カルボン酸錯体とアミジン配位子源とを溶媒中で混合して、カルボン酸錯体のカルボン酸配位子の一部をアミジン配位子で置換すること。
この本発明の方法で用いられるアミジン配位子としては、上記のアミジン−カルボン酸錯体に関して挙げたアミジン配位子を用いることができる。
すなわち例えば、この本発明の方法で用いられるアミジン配位子は、下記の式を有する一価又は多価のアミジン配位子であってよい:
(R〜Rはそれぞれ独立に、水素、又は置換若しくは無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、脂環式基若しくはアラルキル基であり、Rは、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、アラルキレン基又は二価の脂環式基であり、且つnは0〜5の整数)。
このアミジン配位子の窒素上の置換基であるR及びRが立体的にかさばる基、例えば置換又は無置換のアリール基又は脂環式基である場合、このアミジン−カルボン酸錯体を合成するときに、この置換基の立体障害によってアミジン配位子同士が隣接して配位しないようにして、アミジン配位子を、選択的な位置に配位させること又は一部にのみ配位させることができる。
従ってこの場合、工程(b)において、立体的にかさばる基を有するアミジン配位子を、カルボン酸錯体に配位する量の過剰量で供給し、工程(c)において、アミジン配位子源をカルボン酸錯体と溶媒中で混合して配位させた後で、配位しなかったアミジン配位子を除去することができる。
工程(a)で提供されるカルボン酸錯体としては、任意のカルボン酸錯体を挙げることができる。具体的なカルボン酸錯体としては例えば、[Pt(CHCOO)]、[Rh(CCOO)]、[Rh(CHCOO)]、[Rh(OOCCCOO)]、[Cu(C1123COO)、[Cu(OOCCCOO)]、[Cu(OOCCCH]、[Mo(OOCCCOO)]、[Mo(CHCOO)]、[N(n−C][FeIIFeIII(ox)](「ox」はシュウ酸配位子)等を挙げることができる。
(複数錯体含有化合物)
本発明の複数錯体含有化合物は、上記のいずれかのアミジン−カルボン酸錯体及びそれらの組合せからなる群より選択されるアミジン−カルボン酸錯体の2又はそれよりも多くが、そのカルボン酸配位子の少なくとも一部を置換している多価カルボン酸配位子を介して相互に結合されてなる。ここでこの本発明の複数錯体含有化合物は例えば、2〜1000、特に2〜100、例えば2〜50、2〜20又は2〜10の金属原子を有することができる。
2又はそれよりも多くのアミジン−カルボン酸錯体を相互に結合している多価カルボン酸配位子としては、このような役割を果たせる任意の多価カルボン酸配位子を用いることができる。この多価カルボン酸配位子は、アミジン−カルボン酸錯体間の立体的障害による複数錯体含有化合物の不安定化を避けるために、ある程度の長さを有することが好ましいと考えられる。但し、本発明の複数錯体含有化合物を焼成等して、この複数錯体含有化合物に含有される数の金属原子を有するクラスターを得る場合、この多価配位子が過度に長すぎることは、複数錯体含有化合物から単一のクラスターを得ることを困難にする可能性がある。
この多価カルボン酸配位子は、下記の式を有するジカルボン酸配位子であってよい:
OOC−R−COO
(Rは、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、アラルキレン基又は二価の脂環式基)。ここでRは特に、C〜C30又はC〜C20のこれらの基、より特に置換若しくは無置換のC〜C15の直鎖アルキレン基、又はビ若しくはトリフェニレン基のようなフェニレン基であってよい。
具体的な本発明の複数錯体含有化合物としては、下記の式を有する複数錯体含有化合物を挙げることができる:
(nは、0〜50の整数、特に1〜10の整数、より特に1〜5の整数)。ここでRは特に、置換又は無置換のC〜C15の直鎖アルキレン基であってよい。
また、具体的な本発明の他の複数錯体含有化合物としては、下記の式を有する複数錯体含有化合物を挙げることができる:
ここでRは特に、フェニレン基、又はビス若しくはトリフェニレン基のようなポリフェニレン基であってよい。
(複数錯体含有化合物の製造方法)
複数錯体含有化合物を製造する本発明の方法は、下記の工程を含む:
(a)上記のいずれかのアミジン−カルボン酸錯体及びそれらの組合せからなる群より選択されるアミジン−カルボン酸錯体を提供すること、
(b)多価カルボン酸配位子源、特にジカルボン酸配位子源を提供すること、及び
(c)アミジン−カルボン酸錯体と多価カルボン酸配位子源とを溶媒中で混合して、アミジン−カルボン酸錯体のカルボン酸配位子の少なくとも一部を、多価カルボン酸配位子によって置換すること。
この方法において用いる多価カルボン酸配位子源は、多価カルボン酸配位子によるアミジン−カルボン酸錯体のカルボン酸配位子の置換を促進するために、比較的多量に用いることもできる。但し、この方法において用いる多価カルボン酸配位子源の量は一般に、アミジン−カルボン酸錯体に配位しているカルボン酸配位子の全てを置換するのに必要な量よりも少ない量とすることが、制御された数のアミジン−カルボン酸錯体を相互に結合させるために好ましい。
ここで用いることができる多価カルボン酸配位子源としては、上記の複数錯体含有化合物について示した多価カルボン酸配位子源を挙げることができる。
(金属又は金属酸化物クラスターの製造方法)
金属又は金属酸化物クラスターを製造する本発明の方法は、下記の工程を含む:
(a)上記の複数錯体含有化合物を含有する溶液を提供すること、並びに
(b)複数錯体含有化合物の配位子を除去すること。
複数錯体含有化合物の配位子の除去は、複数錯体含有化合物を含有する溶液を乾燥及び焼成することによって達成できる。この乾燥及び焼成は例えば、金属又は金属酸化物クラスターを得るのに十分な温度及び時間で行うことができ、例えば120〜250℃の温度での1〜2時間にわたる焼成を行い、その後で400〜600℃での1〜3時間にわたる焼成を行うことができる。またこの方法において使用する溶液の溶媒としては、本発明の複数錯体含有化合物を安定に維持できる任意の溶媒、例えば水性溶媒、又はジクロロエタン等の有機溶媒を用いることができる。
また、この方法では、工程(b)で複数錯体含有化合物の配位子を除去する前に、溶液を、多孔質担体に含浸させることを更に含むことができる。
この方法を用いて触媒、特に排ガス浄化触媒を製造する場合、多孔質担体としては、多孔質金属酸化物担体、例えばアルミナ、セリア、ジルコニア、シリカ、チタニア及びそれらの組み合わせからなる群より選択される多孔質金属酸化物担体を用いることができる。
以下では実施例を用いて本発明を説明するが、これらの実施例は単に説明のためのものであり、本発明をいかようにも限定するものではない。
分析機器
実施例中の分析は、以下に示す測定機器で行った:
NMR:VARIAN−MERCURY300−C/H(VARIAN社)
IR:JASCO FT/IR 230(JASCO社)
MASS:JEOL SX−203(JEOL社)
元素分析:Parkin−Elmer 2400(Parkin−Elmer社)
X線単結晶構造解析:RAXIS−RAPID(Rigaku社)
実施例1
オクタアセタト四白金のトランス(trans)2置換錯体{Pt(CHCOO)[HC(N−C−p−OMe)}の合成
この合成は、下記のスキームで行った:
シュレンクに、オクタアセタト四白金[Pt(CHCOO)](0.423g,0.337mmol)とN,N’−ビス(p−メトキシフェニル)ホルムアミジン(「N,N’−ジ(p−アニシル)ホルムアミジン」とも呼ばれる)(0.858g,3.35mmol,9.9当量)を入れ、ジクロロメタン(CHCl)(15mL)に溶かすと、赤色の溶液になり、30分程度で暗赤色の溶液となった。室温で5時間にわたって撹拌した後で、減圧下で溶媒を留去してジエチルエーテル(20mL×3)で洗浄することによって、暗赤色固体を得た(収量0.484g,収率87%)。
生成物のスペクトルデータ及び元素分析結果:
H NMR(300MHz,CDCl,308K):δ 1.85(s,6H,axCC ),1.91(s,6H,axCC ),2.16(s,6H,eqCC ),3.81(s,12H,OC ),6.81(s,2H,−NCN−),6.87(d,H−H=8.7Hz,8H,Ar−),7.24(d,H−H=8.7Hz,8H,Ar−)。
13C NMR(75MHz,CDCl,308K):δ 21.3,21.8,22.8(q,C−H=130.2Hz,O),55.5(q,C−H=143.2Hz,O),113.8(dd,C−H=157.5Hz,C−H=5.5Hz,o or m−Ar−),125.2(dd,C−H=159.2Hz,C−H=6.0Hz,o or m−Ar−),142.9,156.2(s,p or ipso−Ar−),161.5(d,C−H=170.5Hz,−NHN−),186.0,191.3,193.8(s,O CH)。
MS(ESI+,CHCN solution):m/z 1645([M+H])。
IR(KBr disk,ν/cm−1):3034,2994,2937,2833,1610,1572,1502,1409,1342,1290,1217,1177,1107,1035,973,941,830,789,757,726,683,643。
Anal.Calcd.for C4349Cl16Pt:C,29.27;H,2.80;N,3.18。
Found:C,29.10;H,3.04;N,3.01。
生成物のX線単結晶構造解析結果は、下記のようなものである:
P2/C(#14)
=0.055(I>2.0σ(I))
wR=0.158(I>2.0σ(I))
実施例2
実施例1のN,N’−ビス(p−メトキシフェニル)ホルムアミジンの代わりに、下記のN,N’−ビス(p−アセチルフェニル)ホルムアミジンを用いて、合成を行った:
シュレンクに、オクタアセタト四白金[Pt(CHCOO)](0.311g,0.248mmol)とN,N’−ビス(p−アセチルフェニル)ホルムアミジン(0.697g,2.49mmol,10当量)を入れ、CHCl(10mL)とメタノール(MeOH)(5mL)との混合溶媒に溶かすと、赤色の溶液となり、30分程度で濃赤色の溶液となった。室温で5時間にわたって撹拌した後で、減圧下で溶媒を留去してMeOH(20mL×3)で洗浄することによって、橙赤色固体を得た(収量0.354g,収率84%)。
生成物のスペクトルデータ及び元素分析結果:
H NMR(300MHz,CDCl,308K):d 1.90(s,6H,axCC ),1.93(s,6H,axCC ),2.20(s,6H,eqCC ),2.60(s,12H,−COC ),7.07(s,2H,−NCN−),7.41(d,H−H=9.0Hz,8H,Ar−),7.97(d,H−H=9.0Hz,8H,Ar−)。
13C NMR(75MHz,CDCl,308K):d 21.3(q,C−H=130.7Hz,ax),21.7(q,C−H=125.9Hz,ax),22.9(q,C−H=129.0Hz,eq),26.5(q,C−H=127.3Hz,−OC),124.0(dd,C−H=161.8Hz,C−H=5.2Hz,o or m−Ar−),129.2(dd,C−H=160.1Hz,C−H=6.9Hz,o or m−Ar−),132.9(t,C−H=7.2Hz,p−Ar−),153.2(s,ipso−Ar−),162.3(d,C−H=172.2Hz,−NHN−),186.5,192.1,194.1(s,O CH),196.9(s,−OCH)。
MS(ESI+,CHCN solution):m/z 1693([M+H])。
IR(KBr disk,n/cm−1):3000,2936,1675,1595,1557,1532,1502,1412,1346,1304,1270,1223,1177,1117,1075,1042,1012,957,840,728,685,640,621。
Anal.Calcd.for C464816Pt:C,32.63;H,2.86;N,3.31。
Found:C,32.69;H,2.97;N,3.18。
実施例3
実施例1のN,N’−ビス(p−メトキシフェニル)ホルムアミジンの代わりに、下記のN,N’−ビス(p−クロロフェニル)ホルムアミジンを用いて、合成を行った:
シュレンクに、オクタアセタト四白金[Pt(CHCOO)](0.409g,0.326mmol)とN,N’−ビス(p−クロロフェニル)ホルムアミジン(0.883g,3.33mmol,10当量)を入れ、CHCl(10mL)とMeOH(5mL)との混合溶媒に溶かすと、赤色の溶液となり、30分程度で濃赤色の溶液となった。室温で8時間にわたって撹拌した後で、減圧下で溶媒を留去してMeOH(20mL×3)で洗浄することによって、暗赤色固体を得た(収量0.252g,収率46%)。
生成物のスペクトルデータ:
H NMR(300MHz,CDCl,308K):d 1.87(s,6H,axCC ),1.91(s,6H,axCC ),2.17(s,6H,eqCC ),6.85(s,2H,−NCN−),7.23(d,H−H=9.3Hz,8H,Ar−),7.28(d,H−H=9.3Hz,8H,Ar−)。
13C NMR(75MHz,CDCl,308K):d 21.3(q,C−H=130.2Hz,ax),21.7(q,C−H=130.2Hz,ax),22.9(q,C−H=129.0Hz,eq),125.6(dd,C−H=162.4Hz,C−H=5.2Hz,o or m−Ar−),128.5(dd,C−H=164.7Hz,C−H=5.2Hz,o or m−Ar−),129.1(t,C−H=9.5Hz,p−Ar−),147.5(s,ipso−Ar−),161.9(d,C−H=171.6Hz,−NHN−),186.3,191.7,194.0(s,O CH)。
MS(ESI+,CHCN solution):m/z 1586([M−OAc+CHCN+H])。
IR(KBr disk,n/cm−1):3027,2971,2937,2858,1602,1566,1486,1412,1341,1219,1087,1042,1011,977,939,844,830,726,708,685,634,605。
実施例4
オクタアセタト四白金のトランス2置換錯体からの2量体(白金(Pt)8核錯体)の合成
この合成は下記のスキームで行った:
実施例1でのようにして得たトランス2置換錯体{Pt(CHCOO)[HC(N−C−p−OMe)}(0.498g,0.303mmol)をシュレンクに入れ、CHCl(20mL)とMeOH(8mL)との混合溶媒に溶かすと、暗赤色の溶液となった。このシュレンクに、セバシン酸0.201g(0.992mmol)をMeOHに溶かして20.0mLとした溶液3.05mL(30.6mg,0.151mmol,0.50当量)を加え、室温で16時間にわたって撹拌した後で、減圧下で溶媒を留去し、ジエチルエーテル(20mL×2)で洗浄することによって、暗赤色固体を得た(収量0.481g)。
生成物のスペクトルデータ:
H NMR(300MHz,CDCl,308K)δ:1.20−1.31(m,−C −),1.52−1.64(m,−C −),1.80−1.95(m,−C −),1.84,1.85,1.89,1.90,1.91(s,−C ),2.16(s,−C ),2.35−2.45(m,−C −),3.77,3.80(s,−OC ),6.82(s,−−NCN−),6.82−6.89(m,Ar),7.20−7.26(m,Ar)。
13C {H}NMR(75MHz,CDCl,308K)δ:21.3,21.8,26.1,29.2,29.7,36.3(methyl or methylene ),55.5(−O),113.7,113.8,125.2,125.3,142.9,156.0(Ar−),161.4(−NHN−),186.0,188.5,191.3,193.7(−O −)。
IR(KBr disk,ν/cm−1):2932,2833,1610,1573,1502,1439,1406,1341,1291,1243,1217,1177,1106,1035,972,830,789,756,726,685,646。
実施例5
オクタアセタト四白金のトランス2置換錯体からの3量体(白金12核錯体)の合成
この合成は下記のスキームで行った:
実施例1でのようにして得たトランス2置換錯体{Pt(CHCOO)[HC(N−C−p−OMe)}(0.495g,0.301mmol)をシュレンクに入れ、CHCl(20mL)とMeOH(8mL)との混合溶媒に溶かすと、暗赤色の溶液となった。このシュレンクに、セバシン酸0.201g(0.992mmol)をMeOHに溶かして20.0mLとした溶液4.05mL(40.6mg,0.201mmol,0.67当量)を加え、室温で16時間にわたって撹拌した後で、減圧下で溶媒を留去し、ジエチルエーテル(20mL×2)で洗浄することによって、暗赤色固体を得た(収量0.473g)。
生成物のスペクトルデータ:
H NMR(300MHz,CDCl,308K)δ:1.18−1.35(m,−C −),1.52−1.64(m,−C −),1.80−1.95(m,−C −),1.84,1.85,1.89,1.90,1.91(s,−C ),2.16(s,−C ),2.35−2.45(m,−C −),3.77,3.81(s,−OC ),6.83(s,−−NCN−),6.84−6.89(m,Ar),7.20−7.26(m,Ar)。
IR(KBr disk,ν/cm−1):3035,2996,2932,2834,1610,1573,1502,1439,1405,1342,1291,1243,1217,1177,1106,1035,971,830,790,757,726,685,643。
実施例6
オクタアセタト四白金のトランス2置換錯体からの4量体(白金16核錯体)の合成
この合成は下記のスキームで行った:
実施例1でのようにして得たトランス2置換錯体{Pt(CHCOO)[HC(N−C−p−OMe)}(0.502g,0.305mmol)をシュレンクに入れ、CHCl(20mL)とMeOH(8mL)との混合溶媒に溶かすと、暗赤色の溶液となった。このシュレンクに、セバシン酸0.302g(1.49mmol)をMeOHに溶かして20.0mLとした溶液3.06mL(46.2mg,0.228mmol,0.75当量)を加え、室温で16時間にわたって撹拌した後で、減圧下で溶媒を留去し、ジエチルエーテル(20mL×2)で洗浄することによって、暗赤色固体を得た(収量0.487g)。
生成物のスペクトルデータ:
H NMR(300MHz,CDCl,308K)δ:1.17−1.35(m,−C −),1.52−1.70(m,−C −),1.80−1.95(m,−C −),1.84,1.89,1.92(s,−C ),2.16(s,−C ),2.35−2.45(m,−C −),3.77,3.80(s,−OC ),6.82(s,−−NCN−),6.82−6.89(m,Ar),7.20−7.26(m,Ar)。
13C {H}NMR(75MHz,CDCl,308K)δ:21.3,21.7,21.8,26.1,29.2,29.7,36.3(methyl or methylene ),55.5(−O),113.7,113.8,125.2,125.3,142.9,156.0(Ar−),161.4(−NHN−),186.0,188.5,191.3,193.7(−O −)。
IR(KBr disk,ν/cm−1):3033,2993,2931,2833,1610,1573,1501,1438,1403,1340,1290,1242,1216,1176,1105,1034,972,941,829,789,756,726,685,644,610,592,538,406。
実施例7
オクタアセタト四白金のトランス2置換錯体からの5量体(白金20核錯体)の合成
この合成は下記のスキームで行った:
実施例1でのようにして得たトランス2置換錯体{Pt(CHCOO)[HC(N−C−p−OMe)}(0.496g,0.301mmol)をシュレンクに入れ、CHCl(20mL)とMeOH(8mL)との混合溶媒に溶かすと、暗赤色の溶液となった。このシュレンクに、セバシン酸0.302g(1.49mmol)をMeOHに溶かして20.0mLとした溶液3.24mL(48.9mg,0.242mmol,0.8当量)を加え、室温で16時間にわたって撹拌した後で、減圧下で溶媒を留去し、ジエチルエーテル(20mL×2)で洗浄することによって、暗赤色固体を得た(収量0.462g)。
生成物のスペクトルデータ:
H NMR(300MHz,CDCl,308K)δ:1.17−1.31(m,−C −),1.52−1.64(m,−C −),1.80−1.95(m,−C −),1.84,1.85,1.89,1.90,1.91(s,−C ),2.16(s,−C ),2.35−2.45(m,−C −),3.77,3.80(s,−OC ),6.82(s,−−NCN−),6.82−6.89(m,Ar),7.20−7.26(m,Ar)。
IR(KBr disk,ν/cm−1):3034,2993,2929,2833,1610,1573,1502,1455,1438,1402,1339,1291,1243,1216,1176,1106,1034,972,942,829,789,757,726,685,644,611,592,537,425,408。
実施例8
シス(cis)2置換用の二座配位子{1,3−ビス(p−メトキシフェニルベンズアミジノ)プロパン}(HDAniBp)の合成
この合成は、下記のスキームで行った:
50mLナス型フラスコに、ジアミド(6.99g,0.0248mol)と塩化チオニル(SOCl)(9.0mL,15g,0.12mol,5.0等量)を入れ、得られた混合物を湯浴(60℃)で温めると、黄色の溶液となった。pH試験紙よって、この反応の間に塩化水素(HCl)の発生を確認した。5時間加熱後、減圧下で過剰のSOClを除くと、黄色オイル状物質が現れた。このオイル状物質にCHClを加えて再沈を行うと、白色固体が現れた。この白色固体に、p−アニシジン(5.70g,0.0463mol,1.9等量)とトルエン(20mL)を加えると、黄色の懸濁液となった。5時間にわたって還流した後で反応溶液を冷まし、CHClと水を加えて分液ロートに移し、CHCl層を炭酸ナトリウム(NaCO)水溶液で洗った。硫酸マグネシウム(MgSO)で乾燥後、エバポレーターを用いて溶媒を除くと赤茶色の固体が現れた。これをトルエン−エタノール(エタノール5〜10%)の混合溶媒から温度勾配で再結晶を行うことによって、白色固体を得た(収量1.15g,融点218.0〜220.5℃)。
生成物のスペクトルデータ及び元素分析結果:
H NMR(300MHz,CDCl,308K):δ2.45−2.62(brm,2H,−CH CH−),3.70(s,6H,−OC ),4.10−4.25(brm,4H,=NC −),6.64(d,HH=8.7Hz,4H,Ar− of Ani),6.94(d,HH=8.7Hz,4H,Ar− of Ani),7.25−7.31(m,4H,Ar− of Ph),7.38−7.46(m,6H,Ar− of Ph)。
13C{H}NMR(75MHz,CDCl,308K):d27.1(−CH CH−),42.2(=N−),55.4(−O),114.1,126.8,127.9,128.6,129.5,129.7,132.2,157.9(Ar−),162.0(−NHPhN−)。
IR(KBr disk,/cm−1):ν3440(br,N−H),2997(brm,C−H),2835(brm,C−H),1633(s,C=N),1512,1444,1367,1297,1246,1177,1109,1031,836,784,742,699。
MS(FAB+):m/z493([M+H]),210([MeOCNCPh])。
HR−MS(FAB+):
calcd.for C3133(M+H):493.2604。
found:493.2619。
実施例9
オクタアセタト四白金のシス2置換錯体の合成
この合成は、下記のスキームで行った:
ナトリウムメトキシド(MeONa)(16mg,0.30mmol,3等量)と、実施例8で得た1,3−ビス(p−メトキシフェニルベンズアミジノ)プロパン(HDAniBp)(74mg,0.15mmol,1.5等量)を秤取してシュレンクに入れ、メタノール(2mL)を加えて溶かすと、淡黄色の溶液となった。1時間にわたって室温で撹拌した後、減圧下で溶媒を留去し、ここにオクタアセタト四白金[Pt(CHCOO)](0.126g,0.101mmol)、CHCl(6mL)及びMeOH(3mL)加えると、濃赤色の懸濁液となった。19時間にわたって室温で撹拌した後で、減圧下で溶媒を留去し、析出してきた赤色固体を、CHClに溶かしてろ過を行った。ろ液を減圧乾固してジエチルエーテル(10mL×3)で洗浄することによって、赤橙色固体を得た(収量0.156g,収率95%,融点226〜229℃。
生成物のスペクトルデータ及び元素分析結果:
H NMR(300MHz,CDCl,308K):δ1.75−1.85(m,2H,−CH CH−),1.79(s,6H,axCC ),2.04(s,6H,axCC ),2.21(s,6H,eqCC ),2.90−3.10(m,4H,=NC −),3.66(s,6H,−OC ),6.57(d,HH=8.7Hz,4H,Ar− of Ani),6.86(d,HH=8.7Hz,4H,Ar− of Ani),7.00−7.12(m,2H,Ar− of Ph),7.15−7.30(m,8H,Ar− of Ph)。
13C NMR(75MHz,CDCl,308K):δ21.5(q,CH=130.1Hz,ax),21.6(q,CH=129.9Hz,ax),23.2(q,CH=130.1Hz,eq),32.9(t,CH=124.1Hz,−CH CH−),51.1(t,CH=135.9Hz,=N−),55.1(q,CH=143.0Hz,−O),112.8(dd,CH=156.7Hz,CH=4.6Hz,Ar− of Ani),127.6(d,CH=160.7Hz,Ar− of Ph),127.7(d,CH=160.7Hz,Ar− of Ph),127.8(d,CH=160.1Hz,Ar− of Ph),128.1(d,CH=160.7Hz,Ar− of Ph),128.4(d,CH=160.7Hz,Ar− of Ph),129.1(dd,CH=157.5Hz,CH=6.0Hz,Ar− of Ani),134.4(s,Ar−),141.0(s,Ar−),155.3(s,Ar−),172.4(s,−NPhN−),182.3(s,eq CH),191.6(s,ax CH),191.9(s,ax CH)。
IR(KBr disk,/cm−1):ν,2944(C−H),2905(C−H),2834(C−H),1560(s,CO ),1505,1430,1402,1362,1340,1289,1239,1168,1142,1029,847,724,705,676,599。
MS(ESI+,CHCN solution):m/z1747([M+3 sol.]),1565([M−OAc])。
Anal.Calcd for C434814Pt・3(CHCl):C,27.86;H,2.59;N,2.82。
Found:C,28.21;H,2.87;N,2.81。
生成物のX線単結晶構造解析結果は、下記のようなものである:
P2/C(#14)
=0.0302(I>2.0σ(I))
wR=0.0677(I>2.0σ(I))
実施例10
オクタアセタト四白金のシス2置換錯体からの4量体(白金(Pt)16核錯体)の合成
この合成は下記のスキームで行った:
シュレンクに、実施例9でのようにして得たシス2置換錯体{Pt(CHCOO)(DAniBp)}(72mg,44mmol)と、4,4’−ビフェニルジカルボン酸(11mg,45mmol,1.0等量)を入れ、CHCl(3mL)、ジメチルホルムアミド(DMF)(7mL)に溶かすと、濃赤色の溶液となり、2時間程度で赤色の懸濁液となった。14時間にわたって室温で撹拌した後で、減圧下で溶媒を留去し、ジエチルエーテル(8mL×3)で洗浄することによって、赤橙色固体を得た(収量68mg、収率88%)。
生成物のスペクトルデータ:
H NMR(300MHz,CDCl,308K):δ1.81(s,24H,axCC ),2.10(s,24H,axCC ),1.80−1.90(m,8H,−CH CH−),3.00−3.20(m,16H,=NC −),3.82(s,6H,−OC ),6.74(d,HH=8.9Hz,16H,Ar− of Ani),6.99(d,HH=8.9Hz,16H,Ar− of Ani),7.10−7.15(m,8H,Ar− of Ph),7.20−7.30(m,12H,Ar− of Ph),7.67(d,HH=8.1Hz,16H,Ar− of biphenyl),8.24(d,HH=8.1Hz,16H,Ar− of biphenyl)。
原料であるシス2置換錯体{Pt(CHCOO)(DAniBp)}、及び生成物であるこのシス2置換錯体の4量体のH−NMRスペクトルチャートを図2に示す。また参考までに、生成物であるシス4量体のH−NMRスペクトルチャートを、シグナルの帰属と共に図3に示す。
以下の参考例1及び2ではそれぞれ、多核錯体を焼成すると、この錯体に含有される数の金属を有する金属又は金属酸化物クラスターが得られること、及び複数の多核錯体を有する複数錯体含有化合物を焼成すると、この化合物に含有される数の金属を有する金属又は金属酸化物クラスターが得られることを示す。
参考例1
オクタアセタト四白金[Pt(CHCOO)]の合成
この化合物の合成は、実験化学講座第4版17巻第452ページ(丸善1991年)に記載の手順で行った。すなわち、下記のようにして行った:
PtCl5gを20mlの温水に溶かし、氷酢酸150mlを加えた。このとき、KPtClが沈殿してくるが、かまわず酢酸銀8gを加えた。このスラリー状のものをスターラーでかき混ぜながら3〜4時間還流した。放冷後、黒色の沈殿をろ過して分離する。ロータリーエバポレーターを用い、褐色の沈殿をできるだけ濃縮することにより酢酸を除いた。この濃縮液にアセトニトリル50mlを加え放置した。生成してくる沈殿をろ過して分離し、再びろ液を濃縮した。この濃縮液に対して同様な操作を3回繰り返した。最後の濃縮液にジクロロメタン20mlを加え、シリカゲルカラムに吸着させた。ジクロロメタン−アセトニトリル(5:1)で溶離し、赤色の抽出液を集め、濃縮し結晶を得た。
担持:
酸化マグネシウム(MgO)10gを200gのアセトンに分散させ、このMgO分散溶液を撹拌しながら、ここに16.1mgの[Pt(CHCOO)]をアセトン100gに溶かした溶液を加えて10分撹拌した。撹拌を止めるとMgOが沈殿し、上澄み液が薄赤色になった(すなわち、[Pt(CHCOO)]はMgOに吸着しなかった)。この混合溶液を、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮、乾燥した。乾燥した粉末を400℃で1時間半、空気中で焼成した。Ptの担持濃度は0.1wt%であった。
クラスターのTEM観察:
上記の方法で調製したMgO上のPtの様子をTEMにて観察した。HitachiのHD−2000型電子顕微鏡を用い、加速電圧200kVでSTEM像を観察した。参考例1のSTEM像を図4に示す。この像中には、白金4原子クラスターの構造から推定されるスポット径0.6nmのPt粒子が確認でき、この手法で白金4原子クラスターを酸化物担体上に担持できる事が示された。
参考例2
オクタアセタト四白金の二量体[Pt(CHCOO){OC(CHCH=CH(CHCO}(CHCOO)Pt]の合成:
この化合物の合成は以下のスキームで行った。
具体的には、下記のようにしてこの化合物を合成した:
参考例1でのようにして得たオクタアセタト四白金[Pt(CHCOO)](0.204g,0.163mmol)のCHCl溶液(10mL)に、CH=CH(CHCOH(19.4μL,18.6mg)を加えた。これによって溶液の色が橙色から赤橙色に変わった。2時間室温で撹拌後、減圧下で溶媒を留去し、ジエチルエーテル(8mL)で2回洗浄することによって、橙色の[Pt(CHCOO){OC(CHCH=CH}]の固体を得た。
アルゴンで置換したシュレンク中に、上記のようにして合成した[Pt(CHCOO){OC(CHCH=CH}](362mg,0.277mmol)と、第1世代Grubbs触媒(6.7mg,8.1μmol,2.9mol%)とを入れて、CHCl(30mL)に溶解させた。このシュレンクに冷却管をつけて、油浴で加熱還流を行った。60時間還流後減圧下で溶媒を留去し、残留物をCHClに溶解させてグラスフィルターでろ過を行った。その後、ろ液を減圧下で濃縮することによって固体を得た。この固体をジエチルエーテル(10mL)で3回洗浄して、橙色の二量体[Pt(CHCOO){OC(CHCH=CH(CHCO}(CHCOO)Pt]の固体をE/Z typeの混合物として得た。
尚、Grubss触媒によって促進される反応、すなわち炭素−炭素二重結合(オレフィン)のクロスメタセシス反応は、下記のような反応である:
C=CR + RC=CR
→ RC=CR + RC=CR
(R〜Rは独立に、アルキル基等の有機基)
このクロスメタセシス反応及びこの反応において使用される触媒については一般に知られており、例えば特開2004−123925号公報、特開2004−043396号公報、特表2004−510699号公報を参照することができる。またクロスメタセシス反応のための触媒としては、第4世代のGrubss触媒を用いると、穏やかな条件で反応を進行させることができる点で好ましい。
スペクトルデータ
[Pt(CHCOO){OC(CHCH=CH}]
H NMR(300MHz,CDCl,308K)δ:1.89(tt,HH=7.5,7.5Hz,2H,OCCH −),1.99(s,3H,axCC ),2.00(s,3H,axCC ),2.01(s,6H,axCC ),2.10(q like,2H,−C CH=CH),2.44(s,6H,eqCC ),2.45(s,3H,eqCC ),2.70(t,HH=7.5Hz,2H,OCC CH−),4.96(ddt,HH=10.4Hz,HH=1.8Hz,HH=?Hz,1H,−CH=C(H)cis ),5.01(ddt,HH=17.3Hz,HH=1.8Hz,HH=?Hz,1H,−CH=C(H)trans ),5.81(ddt,HH=17.3,10.4,6.6Hz,1H,−C=CH)。
13C{H} NMR(75MHz,CDCl,308K)δ:21.2,21.2(ax),22.0,22.0(eq),25.8(OCCH −),33.3(−CH=CH),35.5(OCH−),115.0(−CH=),137.9(−H=CH),187.5,193.0,193.1(O CH),189.9(O CHCH−)。
MS(ESI+,CHCN solution)m/z:1347([M+sol.])。
IR(KBr disk,ν/cm−1):2931,2855(νC−H),1562,1411(νCOO−),1039,917(ν−C=C−)。
スペクトルデータ
[Pt(CHCOO){OC(CHCH=CH(CHCO}(CHCOO)Pt
Major(E type):
H NMR(300MHz,CDCl,308K)δ:1.83(like,J=7.7Hz,4H,OCCH −),2.00(s,6H,axCC ),2.01(s,18H,axCC ),2.02−2.10(m,4H,−C CH=CH−),2.44(s,18H,eqCC ),2.67(t,H−H=7.2Hz,4H,OCC CH−),5.37−5.45(m,2H,−C=)。
13C NMR(75MHz,CDCl,308K)δ:21.1(q,C−H=130.9Hz,ax),21.2(q,C−H=131.1Hz,ax),21.9(q,C−H=129.4Hz,eq),22.0(q,C−H=129.4Hz,eq),26.4(t,C−H=127.3Hz,OCCH −),32.0(t,C−H=127.3Hz,−CH H=CH−),35.5(t,C−H=130.2Hz,OCH−),130.1(d,C−H=148.6Hz,−H=),187.3,187.4,193.0(O CH),189.9(O CHCH−)。
Minor(Z type):
H NMR(300MHz,CDCl,308K)δ:1.83(like,J=7.7Hz,4H,OCCH −),2.00(s,6H,axCC ),2.01(s,18H,axCC ),2.02−2.10(m,4H,−C CH=CH−),2.44(s,18H,eqCC ),2.69(t,H−H=7.2Hz,4H,OCCH −),5.37−5.45(m,2H,−C=)。
13C NMR(75MHz,CDCl,308K)δ:21.1(q,C−H=130.9Hz,ax),21.2(q,C−H=131.1Hz,ax),21.9(q,C−H=129.4Hz,eq),22.0(q,C−H=129.4Hz,eq),26.5(t,C−H=127.3Hz,OCCH −),26.7(t,C−H=127.3Hz,−CH=CH−),35.5(t,C−H=130.2Hz,OCH−),129.5(d,C−H=154.3Hz,−H=),187.3,187.4,193.0(O CH),189.9(O CHCH−)。
MS(ESI+,CHCN solution)m/z:2584([M])。
担持:
MgO10gを200gのアセトンに分散させ、このMgO分散溶液を撹拌しながら、ここに16.6mgの[Pt(CHCOO){OC(CHCH=CH(CHCO}(CHCOO)Pt]をアセトン100gに溶かした溶液を加えて10分撹拌した。この混合溶液を、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮、乾燥した。乾燥した粉末を400℃で1時間半、空気中で焼成した。Ptの担持濃度は0.1wt%であった。
クラスターのTEM観察:
上記の方法で調製したMgO上のPtの様子をTEMにて観察した。HitachiのHD−2000型電子顕微鏡を用い、加速電圧200kVでSTEM像を観察した。参考例2のSTEM像を図5に示す。この像中には、白金8原子クラスターの構造から推定されるスポット径0.9nmのPt粒子が確認でき、この手法で白金8原子クラスターを酸化物担体上に担持できる事が示された。
非特許文献1から抜粋したPtクラスターサイズと反応性の関係を示すグラフである。 実施例10の原料であるオクタアセタト四白金のシス2置換錯体、及び生成物であるこのシス2置換錯体の4量体のH−NMRスペクトルチャートである。 実施例9の生成物であるこの4量体のH−NMRスペクトルチャートである。 参考例1の方法で調製したMgO上のPtの様子を観察したTEM写真である。 参考例2の方法で調製したMgO上のPtの様子を観察したTEM写真である。

Claims (20)

  1. アミジン配位子とカルボン酸配位子とが、1個の金属原子又は複数個の同じ種類の金属原子に配位してなる、アミジン−カルボン酸錯体。
  2. 前記カルボン酸配位子が、下記の式を有する一価カルボン酸配位子である、請求項1に記載のアミジン−カルボン酸錯体:
    (Rは、水素、又は置換若しくは無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、脂環式基又はアラルキル基)。
  3. 前記アミジン配位子が、下記の式を有する一価又は多価のアミジン配位子である、請求項1又は2に記載のアミジン−カルボン酸錯体:
    (R〜Rはそれぞれ独立に、水素、又は置換若しくは無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、脂環式基若しくはアラルキル基であり、Rは、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、アラルキレン基又は二価の脂環式基であり、且つnは0〜5の整数)。
  4. 前記アミジン配位子が、下記の式を有する一価アミジン配位子である、請求項3に記載のアミジン−カルボン酸錯体:
  5. 及びRがそれぞれ独立に、置換又は無置換のアリール基又は脂環式基である、請求項4に記載のアミジン−カルボン酸錯体。
  6. 下記の式を有する、請求項5に記載のアミジン−カルボン酸錯体:
  7. 前記アミジン配位子が、下記の式を有する二価アミジン配位子である、請求項3に記載のアミジン−カルボン酸錯体:
  8. 及びRがそれぞれ独立に、置換又は無置換のアリール基又は脂環式基である、請求項7に記載のアミジン−カルボン酸錯体。
  9. 下記の式を有する、請求項8に記載のアミジン−カルボン酸錯体:
    (Rは、置換又は無置換のCのアルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基)。
  10. 下記の工程を含む、請求項1〜9のいずれかに記載のアミジン−カルボン酸錯体の製造方法:
    (a)1個の金属原子又は複数個の同じ種類の金属原子に、複数個のカルボン酸配位子が配位してなる、カルボン酸錯体を提供すること、
    (b)アミジン配位子源を提供すること、並びに
    (c)前記カルボン酸錯体と前記アミジン配位子源とを溶媒中で混合して、前記カルボン酸錯体のカルボン酸配位子の一部を、前記アミジン配位子で置換すること。
  11. 請求項1〜9のいずれかに記載のアミジン−カルボン酸錯体及びそれらの組合せからなる群より選択されるアミジン−カルボン酸錯体の2又はそれよりも多くが、そのカルボン酸配位子の少なくとも一部を置換している多価カルボン酸配位子を介して相互に結合されてなる、複数錯体含有化合物。
  12. 2〜1000の金属原子を有する、請求項11に記載の複数錯体含有化合物。
  13. 前記多価カルボン酸配位子が、下記の式を有するジカルボン酸配位子である、請求項11又は12に記載の複数錯体含有化合物:
    OOC−R−COO
    (Rは、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、アラルキレン基又は二価の脂環式基)。
  14. 下記の式を有する、請求項13に記載の複数錯体含有化合物:
    (nは、0〜50の整数)。
  15. 下記の式を有する、請求項13に記載の複数錯体含有化合物:
  16. 下記の工程を含む、請求項11〜15のいずれかに記載の複数錯体含有化合物の製造方法:
    (a)請求項1〜9のいずれかに記載のアミジン−カルボン酸錯体及びそれらの組合せからなる群より選択されるアミジン−カルボン酸錯体を提供すること、
    (b)多価カルボン酸配位子源を提供すること、及び
    (c)前記アミジン−カルボン酸錯体と前記多価カルボン酸配位子源とを溶媒中で混合して、前記アミジン−カルボン酸錯体のカルボン酸配位子の少なくとも一部を、前記多価カルボン酸配位子によって置換すること。
  17. 前記多価カルボン酸配位子を、前記アミジン−カルボン酸錯体に配位しているカルボン酸配位子の全てを置換するのに必要な量よりも少ない量で用いる、請求項16に記載の方法。
  18. 下記の工程を含む、金属又は金属酸化物クラスターの製造方法:
    (a)請求項11〜15のいずれかに記載の複数錯体含有化合物を含有する溶液を提供すること、並びに
    (b)前記複数錯体含有化合物の配位子を除去すること。
  19. 工程(b)で前記複数錯体含有化合物の配位子を除去する前に、前記溶液を、多孔質担体に含浸させることを更に含む、請求項18に記載の方法。
  20. 前記溶液を乾燥及び焼成することによって、前記複数錯体含有化合物の配位子を除去する、請求項18又は19に記載の方法。
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