安定な芳香族分子ピリジンの環を、三つのチタン原子を含む錯体が切断し、窒素を選択的に除去した。炭素–窒素結合と炭素–炭素結合の切断に伴って炭化水素断片が再編成され、160℃での加熱は反応を一つの共通生成物へ導いた。
窒素を含む安定な環にチタンと水素のクラスターを反応させる
ピリジンは、窒素原子一つと炭素原子五つが環を作る安定な芳香族分子だ。理化学研究所の研究者は、この環にチタン原子と水素原子からなるクラスター、チタンポリヒドリド錯体を反応させ、分子骨格の変化を調べた。
三つのチタン原子が協働して環の骨格を切断する
錯体内の三つのチタン原子の協働が、安定なピリジン環を切断する鍵となった。反応では炭素–窒素結合と炭素–炭素結合が同時に切れ、生じた炭化水素断片が再編成された。この骨格変換によって、環に組み込まれていた窒素原子を高い選択性で除去できることが確認された。
160℃の加熱で一つの共通生成物へ向かう
骨格切断で生じるピリジン断片を含む錯体は、反応温度によって異なる生成物となる。160℃で加熱すると、反応は一つの共通生成物へ向かった。温度条件が、切断後の断片から得られる生成物にも関わっている。
石油精製でも除去対象となるピリジン
ピリジンは原油にも含まれ、精製時に除去する必要がある窒素含有不純物だ。石油精製でこうした不純物を除去する工程には通常、多成分の固体触媒が必要で、温度は最大500℃、圧力は最大200気圧に達する。