[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

[amazonjs asin=”3642366961″ locale=”JP” title=”Frustrated Lewis Pairs I: Uncovering and Understanding (Topics in Current Chemistry)”]

 

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. コールドスプレーイオン化質量分析法 Cold Spray Ion…
  2. GRE Chemistry
  3. カスケード反応 Cascade Reaction
  4. 光線力学療法 Photo Dynamic Therapy (PD…
  5. シュレンクフラスコ(Schlenk flask)
  6. 酵素触媒反応の生成速度を考える―ミカエリス・メンテン機構―
  7. アトムエコノミー Atom Economy
  8. 原子分光分析法の基礎知識~誘導結合プラズマ発光分析法(ICP-O…

注目情報

ピックアップ記事

  1. ノビリシチンA Nobilisitine A
  2. 理系の海外大学院・研究留学記
  3. 【技術者・事業担当者向け】 マイクロ波がもたらすプロセス効率化と脱炭素化 〜ケミカルリサイクル、焼成、乾燥、金属製錬など〜
  4. 【書評】有機化学のための量子化学計算入門
  5. 電気化学ことはじめ(1) 何が必要なの??
  6. フラスコ内でタンパクが連続的に進化する
  7. ゲヴァルト チオフェン合成 Gewald Thiophene Synthesis
  8. マーティンスルフラン Martin’s Sulfurane
  9. フッ素のゴーシュ効果 Fluorine gauche Effect
  10. 水中で光を当てると水素が湧き出るフィルム

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

新たな有用活性天然物はどのように見つけてくるのか~新規抗真菌剤mandimycinの発見~

こんにちは!熊葛です.天然物は複雑な構造と有用な活性を有することから多くの化学者を魅了し,創薬に貢献…

創薬懇話会2025 in 大津

日時2025年6月19日(木)~6月20日(金)宿泊型セミナー会場ホテル…

理研の研究者が考える未来のバイオ技術とは?

bergです。昨今、環境問題や資源問題の関心の高まりから人工酵素や微生物を利用した化学合成やバイオテ…

水を含み湿度に応答するラメラ構造ポリマー材料の開発

第651回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学研究科(大内研究室)の堀池優貴 さんにお願い…

第57回有機金属若手の会 夏の学校

案内:今年度も、有機金属若手の会夏の学校を2泊3日の合宿形式で開催します。有機金…

高用量ビタミンB12がALSに治療効果を発揮する。しかし流通問題も。

2024年11月20日、エーザイ株式会社は、筋萎縮性側索硬化症用剤「ロゼバラミン…

第23回次世代を担う有機化学シンポジウム

「若手研究者が口頭発表する機会や自由闊達にディスカッションする場を増やし、若手の研究活動をエンカレッ…

ペロブスカイト太陽電池開発におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用

持続可能な社会の実現に向けて、太陽電池は太陽光発電における中心的な要素として注目…

有機合成化学協会誌2025年3月号:チェーンウォーキング・カルコゲン結合・有機電解反応・ロタキサン・配位重合

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2025年3月号がオンラインで公開されています!…

CIPイノベーション共創プログラム「未来の医療を支えるバイオベンチャーの新たな戦略」

日本化学会第105春季年会(2025)で開催されるシンポジウムの一つに、CIPセッション「未来の医療…

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