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レドックス型イオン結晶によるポストシンセシス法を用いた機能スイッチング

Research Project

Project/Area Number 15J09109
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

川原 良介  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordssalphen / Keggin型ポリ酸 / 不均一系酸触媒 / 多孔性化合物 / 酸化還元反応 / ポストシンセシス法 / ポリ酸
Outline of Annual Research Achievements

採用2年目では、Salphen骨格を有した[Al(Salphen)(H2O)2](NO3)とケギン型ヘテロポリ酸Na3[PW12O40]を用いることで[Al(Salphen)(H2O)2]3[PW12O40] (1)を合成し不均一系酸触媒としての機能を評価した(a)。Salphen配位子は骨格中心に様々な金属イオンを取り込むことによって触媒として働き、ポリ酸は触媒反応における代表的な中間体であるカルボカチオン中間体などを安定化させることが知られている。化合物1は三次元細孔を有しており、不均一系酸触媒として用いピナコール転位反応を行った結果、反応は速やかに進行し、生成物であるピナコロンが得られた。一方で原料であるAl Salphen錯体やポリ酸のみ、あるいは原料同士の物理混合で同様の反応を行った場合、反応はほとんど進行しなかった。この結果は、化合物1の構築素子であるAl Salphen錯体とポリ酸がシナジー効果をもたらすことに加え、化合物1の持つ多孔性が反応を円滑に進めているためだと考えられる。
上記の研究成果は研究計画書に記載した内容と関連性が少ない。一方で現在、当研究室では硫黄が中心元素であるケギン型ポリ酸を用いたポストシンセシス的機能スイッチングを試みている。硫黄中心のポリ酸は一般的に用いられるPやSiを中心としたポリ酸よりも優れた還元特性を持っているため、計画書に記載したような多電子還元による機能変化が可能であると考えた。実際、硫黄ポリ酸[SMo12O40]-2とCr錯体[Cr3O(OOCH)6(4-methylpyridine)3]+から多孔性イオン結晶(2)を合成し、酸化還元的ポストシンセシスに成功している。

(a) R. Kawahara et al., Dalton Trans., 2017, 46, 3105-3109.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Synergetic effect in heterogeneous acid catalysis by a porous ionic crystal based on Al(III)-salphen and polyoxometalate2017

    • Author(s)
      Ryosuke Kawahara, Ryota Osuga, Junko N. Kondo, Noritaka Mizuno, Sayaka Uchida
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 46 Issue: 10 Pages: 3105-3109

    • DOI

      10.1039/c6dt04552a

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Functional Mesoporous Ionic Crystal based on Polyoxometalate2016

    • Author(s)
      R. Kawahara, K. Niinomi, J. N. Kondo, M. Hibino, N. Mizuno, S. Uchida
    • Journal Title

      Dalton Trans.

      Volume: 45 Issue: 7 Pages: 2805-2809

    • DOI

      10.1039/c5dt04556h

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Redox-Induced Reversible Uptake-Release of Cations in Porous Ionic Crystals based on Polyoxometalate: Cooperative Migration of Electrons with Alkali Metal Ions2015

    • Author(s)
      R. Kawahara, S. Uchida, N. Mizuno
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 27 Issue: 6 Pages: 2092-2099

    • DOI

      10.1021/cm504526z

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Al Salphen錯体とポリ酸のシナジー効果を利用した不均一系酸触媒反応の促進2016

    • Author(s)
      川原良介、 内田さやか
    • Organizer
      日本化学会CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      東京都 船堀タワーホール
    • Year and Date
      2016-11-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Promotion of Heterogeneous Acid Reaction by Synergy Effect of Salphen Complex and Polyoxometalate2016

    • Author(s)
      Ryosuke Kawahara, Sayaka Uchida
    • Organizer
      錯体化学会第66回討論会
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2016-09-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Salphen錯体とポリ酸のシナジー効果による不均一系酸触媒反応2016

    • Author(s)
      川原良介、内田さやか
    • Organizer
      錯体化学若手の会 夏の学校
    • Place of Presentation
      熊本県 火の国ハイツ
    • Year and Date
      2016-08-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Acid Catalysis in Porous Ionic Crystals with Salophen Complex and Polyoxometalate2016

    • Author(s)
      Ryosuke Kawahara
    • Organizer
      日本化学会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Mesoporous Ionic Crystals Constructed with Cationic Metal Complexes (M = Cr3+, Fe3+) and Anionic Polyoxometalates: Importance of Water Clusters as Templates2015

    • Author(s)
      Ryosuke Kawahara
    • Organizer
      PacifiChem 2015
    • Place of Presentation
      ハワイコンベンションセンター(アメリカ合衆国・ハワイ・オアフ島)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゲスト水を鋳型としたメソ孔を有する多孔性イオン結晶の合成と機能評価2015

    • Author(s)
      川原 良介
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      船堀タワーホール(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2015-10-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Behavior and Functions of Water Clusters in Novel Mesoporous Ionic Crystals2015

    • Author(s)
      Ryosuke Kawahara
    • Organizer
      錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • Year and Date
      2015-09-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Syntheses and Structures of Mesoporous Ionic Crystals with Cationic Metal Complexes (M = Cr3+, Fe3+) and Polyoxometalate Anion2015

    • Author(s)
      Ryosuke Kawahara
    • Organizer
      ACCC5
    • Place of Presentation
      香港大学(中国・香港・薄扶林)
    • Year and Date
      2015-07-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Post-Synthetic Modification of Redox-Active Porous Ionic Crystals2015

    • Author(s)
      Ryosuke Kawahara
    • Organizer
      ZMPC 2015
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-06-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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