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Synthesis of dinuclear iron complex with dioxygen activation ability

Research Project

Project/Area Number 18K05142
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

Furutachi Hideki  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (40332663)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords二核鉄ペルオキソ錯体 / 酸素分子活性化 / C-H結合酸化 / 機能モデル / 反応中間体 / 酸化反応 / 二核鉄(III)ペルオキソ錯体 / 二核コバルト(III)ペルオキソ錯体 / ミカエリスメンテン型 / 可逆的酸素分子吸脱着 / キャビティー / 外部基質の酸化 / C-H結合活性化 / X線結晶構造解析 / C=C結合酸化 / アレーン水酸化 / 二核化配位子 / 非ヘム型二核鉄酸化酵素 / アルカン類の酸化 / アレーン類の酸化
Outline of Final Research Achievements

Dinuclear nonheme iron enzymes such as soluble methane monooxygenase (sMMO) and toluene monooxygenases (TMO) are responsible for C-H bond oxidation. In catalytic cycles of these enzymes, (peroxo)diiron(III) intermediates have been spectroscopically characterized as key intermediates, which show electrophilic and nucleophilic reactivity. Several (peroxo)diiron(III) complexes have been synthesized as structural and spectroscopical models, however only a few functional models have been reported where the peroxodiiron(III) complexes show oxidation reactivity. In this study, (peroxo)diiron(III) complexes were synthesized and their oxidation ability towards external substrates were studied.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

酸素分子を酸化剤として用いたアルカンやアレーン類の水酸化は現代化学で最も難しく重要な酸化反応のひとつである。メタンのメタノールへの水酸化やクメン法にかわるフェノールの合成は,世界でチャレンジすべき触媒反応10(1993年時点)にリストアップされているが,生体系のメタンモノオキシゲナーセ(MMO: 2Fe, nCu)やトルエンモノオキシゲナーゼ(TMO: 2Fe)のように酸素分子を活性化し,有機基質を酸化できる物質の報告例はほとんどない。したがって本研究は,多くの研究者が関心を持つ研究課題であり,酸素分子を活性化能を有する物質を合成する意義は大きい。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Synthesis and Crystal Structure of (μ-Acetato)bis(μ-Alkoxo)dicobalt(II, III) Complex with an Unsymmetric Dinucleating Ligand2021

    • Author(s)
      N. Shinde, Ryunosuke Handa, H. Furutachi, Y. Sakata, S. Akine, S. Fujinami, and M. Suzuki
    • Journal Title

      X-ray Structure Analysis Online

      Volume: 37 Issue: 0 Pages: 13-14

    • DOI

      10.2116/xraystruct.37.13

    • NAID

      130007996647

    • ISSN
      1883-3578
    • Year and Date
      2021-03-10
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystal Structure of (μ-Phenoxo)bis(μ-pentafluorobenzoate)dicobalt(II, III) Complex with a Dinucleating Ligand2020

    • Author(s)
      N. Shinde, H. Furutachi, Y. Sakata, S. Akine, S. Fujinami, and M. Suzuki
    • Journal Title

      X-ray Structure Analysis Online

      Volume: 36 Issue: 0 Pages: 23-25

    • DOI

      10.2116/xraystruct.36.23

    • NAID

      130007872246

    • ISSN
      1883-3578
    • Year and Date
      2020-07-10
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis and Crystal Structure of the Bis(μ-hydroxo)diiron(II) Complex with Tridentate Ligands Having a Sterically Bulky Imidazolyl Group2019

    • Author(s)
      R. Yaguchi, H. Furutachi, S. Shirotsuki, X. Zhang, T. Ishikawa, S. Fujinami, S. Akine, M. Suzuki, T. Tosha, and T. Kitagawa
    • Journal Title

      X-ray Structure Analysis Online

      Volume: 35 Issue: 0 Pages: 27-29

    • DOI

      10.2116/xraystruct.35.27

    • NAID

      130007644431

    • ISSN
      1883-3578
    • Year and Date
      2019-05-10
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystal Structure of Bis(μ-hydroxo)diiron(III) Complex with Tripodal Ligands Having a Terminal Carboxylate Group2019

    • Author(s)
      X. Zhang, H. Furutachi, Y. Ohyama, S. Fujinami, S. Akine, and M. Suzuki
    • Journal Title

      X-ray Structure Analysis Online

      Volume: 35 Issue: 0 Pages: 17-19

    • DOI

      10.2116/xraystruct.35.17

    • NAID

      130007630338

    • ISSN
      1883-3578
    • Year and Date
      2019-04-10
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystal Structure of μ-Phenoxo-μ-benzoate-bridged Dinuclear Fe(II) Complex with a Dinucleating Ligand Having a Sterically Bulky Imidazolyl Group2019

    • Author(s)
      Yuichi Yasuda, Hideki Furutachi, Yosuke Hayashi, Kana Ishizaki, Shuhei Fujinami, Shigehisa Akine, Masatatsu Suzuki, Shigenori Nagatomo, and Teizo Kitagawa
    • Journal Title

      X-ray Structure Analysis Online

      Volume: 35 Issue: 0 Pages: 11-13

    • DOI

      10.2116/xraystruct.35.11

    • NAID

      130007608726

    • ISSN
      1883-3578
    • Year and Date
      2019-03-10
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystal Structure of Bis(μ-hydroxo)diiron(II) Complex with a Dinucleating Ligand Having a Butyl Linker2019

    • Author(s)
      M. Sekino, H. Furutachi, K. Tasaki, T. Ishikawa, S. Fujinami, S. Akine, Y. Sakata, M. Suzuki, T. Nomura, T. Ogura, and T. Kitagawa
    • Journal Title

      X-ray Structure Analysis Online

      Volume: 35 Issue: 0 Pages: 5-7

    • DOI

      10.2116/xraystruct.35.5

    • NAID

      130007595833

    • ISSN
      1883-3578
    • Year and Date
      2019-02-10
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] カルボン酸架橋を有する二核鉄(III)ペルオキソ錯体による C-H 結合活性化2021

    • Author(s)
      半田 龍之介, 東條 莉奈, 古舘 英樹, 秋根 茂久, 酒田 陽子, 藤波 修平, 鈴木 正樹
    • Organizer
      第47回生体分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 二核鉄(III)ペルオキソ錯体による C-H および C=C 結合の酸化2021

    • Author(s)
      半田 龍之介・東條 莉奈・古舘 英樹・秋根 茂久・酒田 陽子・藤波 修平・鈴木 正樹
    • Organizer
      錯体化学会第71回討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 立体的に嵩高い二核化配位子を有する二核鉄(III)ペルオキソ錯体による外部基質の酸化2021

    • Author(s)
      笠原 渓介, 古舘 英樹, 秋根 茂久, 酒田 陽子, 藤波 修平, 鈴木 正樹
    • Organizer
      錯体化学会第71回討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 可溶性メタンモノオキシゲナーゼにおけるペルオキソ中間体の機能モデル研究2021

    • Author(s)
      半田龍之介, 東條莉奈, 古舘英樹, 秋根茂久, 酒田陽子, 藤波修平, 鈴木正樹
    • Organizer
      日本化学会秋季事業 第11回CSJ化学フェスタ2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ピリジルエチル基を有する二核鉄(III)ペルオキソ錯体による C-H および C=C 結合の酸化2021

    • Author(s)
      半田龍之介,東條 莉奈,古舘 英樹,秋根 茂久,酒田 陽子,藤波 修平,鈴木 正樹
    • Organizer
      日本化学会近畿支部2021年度北陸地区講演会と研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 立体的に嵩高い二核化配位子を有する二核鉄(III)ペルオキソ錯体による C-H 結合活性化2021

    • Author(s)
      笠原 渓介, 古舘 英樹, 秋根 茂久, 酒田 陽子, 藤波 修平, 鈴木 正樹
    • Organizer
      日本化学会近畿支部2021年度北陸地区講演会と研究発表会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 二核鉄(III)ペルオキソ錯体による外部基質の酸化2020

    • Author(s)
      半田龍之介, 東條莉奈, 古舘英樹, 秋根茂久, 酒田陽子, 藤波修平, 鈴木正樹
    • Organizer
      錯体化学会第70回討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 二核鉄(III)ペルオキソ錯体によるC-H結合の活性化2020

    • Author(s)
      半田龍之介, 東條莉奈, 古舘英樹, 秋根茂久, 酒田陽子, 藤波修平, 鈴木正樹
    • Organizer
      日本化学会近畿支部2020年度北陸地区講演会と研究発表会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ピリジルエチル基を有する二核鉄(III)ペルオキソ錯体の合成と性質2019

    • Author(s)
      半田 龍之介,東條 莉奈,古舘 英樹,秋根 茂久, 酒田 陽子,藤波 修平,鈴木 正樹
    • Organizer
      日本化学会近畿支部2019年度北陸地区講演会と研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 二核化配位子を用いた二核コバルト(III)ペルオキソ錯体の合成と性質2019

    • Author(s)
      新出菜帆, 古舘英樹, 秋根茂久, 酒田陽子, 藤波修平, 鈴木正樹
    • Organizer
      日本化学会近畿支部2019年度北陸地区講演会と研究発表会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 二核鉄(III)ペルオキソ錯体によるC-HおよびC=C結合の酸化2018

    • Author(s)
      澤田悠佑・古舘英樹・秋根茂久・酒田陽子・太田雄大・野村高志・小倉尚志・ 藤波修平・鈴木正樹
    • Organizer
      平成30年度北陸地区講演会と研究発表会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] C-HおよびC=C結合酸化能を有する二核鉄(III)ペルオキソ錯体の合成2018

    • Author(s)
      澤田悠佑・古舘英樹・秋根茂久・酒田陽子・太田雄大・野村高志・小倉尚志・ 藤波修平・鈴木正樹
    • Organizer
      錯体化学会第68回討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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