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多欠損型ポリオキソメタレートを基盤とした多核金属活性点の構築と触媒特性の制御

Research Project

Project/Area Number 15J09840
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

湊 拓生  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsポリオキソメタレート / 異種金属多核構造 / 磁気特性 / アルコキサイド / 有機ー無機ハイブリッド構造 / 巨大構造 / マンガン / リング状構造 / 再構築
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、原子レベルで設計した多欠損型ポリオキソメタレート(POM)の欠損部位へ金属イオンを導入することにより金属多核構造を構築し、特異な触媒特性や磁気特性を有する分子を設計・合成することを目的としている。
異種金属多核構造の磁気特性と構造の関係性を解明することは、分子磁性体の合理的な設計をするうえで必要不可欠である。しかし、異種金属多核構造の系統的な合成は困難であるため、簡便で効率的な合成手法の開発が強く望まれている。有機溶媒に可溶な三欠損型POM TBA4H6[SiW9O34] (SiW9)への逐次的な金属導入により、異種金属多核構造を有するPOMの選択的な合成に成功した。反磁性金属を{CrMn4}に導入することにより、{CrMn4}多核構造を保持しながら金属間距離や角度が異なる構造{CrMn4}Ag2、{CrMn4}Lu2、{CrMn4}Lu2Ag2をそれぞれ合成することに成功し、Cr-O-Mnの結合角とCr-Mn間の交換相互作用に比例関係が存在することを明らかにした。また、プラットフォームを用いて異種金属多核構造の合成自動化を行うことにも成功した。
さらに、SiW9の欠損部位は一級アルコールと容易に反応しアルコキサイドを形成することを見出した。多価アルコールと反応させることにより新規な有機―無機ハイブリッド構造を構築することも可能であった。ヘテロ原子をSiからGeとした新規三欠損型POMを合成することにも成功し、両者の欠損部位構造の違いを活かし、六配位Fe3+の単分子磁石特性を制御することにも成功した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Glasgow/School of Chemistry/Cronin Laboratory(英国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] A modular synthesis approach to multinuclear heterometallic oxo clusters in polyoxometalates2017

    • Author(s)
      T. Minato, K. Suzuki, Y. Ohata, K. Yamaguchi, N. Mizuno
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 53 Issue: 54 Pages: 7533-7536

    • DOI

      10.1039/c7cc04072e

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Alkoxides of Trivacant Lacunary Polyoxometalates2017

    • Author(s)
      T. Minato, K. Suzuki, K. Yamaguchi, N. Mizuno
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 23 Issue: 57 Pages: 14213-14220

    • DOI

      10.1002/chem.201702883

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and Disassembly/Reassembly of Giant Ring-Shaped Polyoxotungstate Oligomers2016

    • Author(s)
      Takuo Minato, Kosuke Suzuki, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 55 Issue: 33 Pages: 9630-9633

    • DOI

      10.1002/anie.201604094

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Hexanuclear Tin(II) and Mixed Valence Tin(II,IV) Oxide Clusters within Polyoxometalates2016

    • Author(s)
      Kosuke Suzuki, Takumi Hanaya, Rinta Sato, Takuo Minato, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • Journal Title

      Chemical Communication

      Volume: 52 Issue: 70 Pages: 10688-10691

    • DOI

      10.1039/c6cc05284c

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sequential Synthesis of 3d-3d’-4f Heterometallic Heptanuclear Clusters in between Lacunary Polyoxometalates2016

    • Author(s)
      Rinta Sato, Kosuke Suzuki, Takuo Minato, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 55

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 欠損型ポリオキソメタレートを用いた異種金属五核構造の逐次合成と単分子磁石特性2016

    • Author(s)
      湊 拓生
    • Journal Title

      Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry

      Volume: 67

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Cascade Approach to Hetero-Pentanuclear Manganese-Oxide Clusters in Polyoxometalates and Their Single-Molecule Magnet Properties2015

    • Author(s)
      Kosuke Suzuki, Rinta Sato, Takuo Minato, Masahiro Shinoe, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • Journal Title

      Dalton Transaction

      Volume: 44 Issue: 32 Pages: 14220-14226

    • DOI

      10.1039/c5dt01363a

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Trivacant Lacunary Polyoxometalate Alkoxides2018

    • Author(s)
      T. Minato
    • Organizer
      International Conference on Coordination Chemistry 2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sequential Synthesis of Heterometallic Nonanuclear Clusters by Utilizing Lacunary Polyoxometalates2017

    • Author(s)
      Takuo Minato, Yusuke Ohata, Rinta Sato, Kosuke Suzuki, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • Organizer
      The 97th Chemical Society of Japan Annual Meeting
    • Place of Presentation
      慶應大学 (神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Syntheses of Alkoxides of Trivacant Lacunary Keggin-Type Polyoxometalates2017

    • Author(s)
      T. Minato
    • Organizer
      The 67th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Syntheses and Single-Molecule Magnet Properties of Hetero-Multinuclear Manganese-Oxide Clusters Possessing Large Spin Ground State2016

    • Author(s)
      Takuo Minato, Yusuke Ohata, Kosuke Suzuki, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • Organizer
      The 66th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
    • Place of Presentation
      福岡大学 (福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Rearrangement of Ring-Shaped Manganese-Substituted Phosphotungstates2016

    • Author(s)
      Takuo Minato, Kosuke Suzuki, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • Organizer
      The 42nd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC)
    • Place of Presentation
      Le Quartz congres (Brest, France)
    • Year and Date
      2016-07-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リング状Mn置換ホスホタングステートの合成とアニオン構造の再構築2016

    • Author(s)
      湊 拓生
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      京都府京田辺市同志社大学
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Inorganic anionic cage [a-Si2W18O62]8- with reversible proton capturing inside the aperture via intramolecular hydrogen bonds2015

    • Author(s)
      Takuo Minato
    • Organizer
      環太平洋国際化学会議PACIFICHEM 2015
    • Place of Presentation
      アメリカハワイ州ハワイコンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-12-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 欠損型ポリオキソメタレートを用いた異種金属五核構造の逐次合成と単分子磁石特性2015

    • Author(s)
      湊 拓生
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良県奈良市奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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

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