The challenge for atomic-level control of multi-aluminum structures for the development of new efficient materials

• Project/Area Number: 21200055
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research a proposed research project)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Inorganic chemistry; Structural/Functional materials
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: KATO Chika 静岡大学, 理学部, 准教授 (00360214)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥30,940,000 (Direct Cost: ¥23,800,000、Indirect Cost: ¥7,140,000); Fiscal Year 2011: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000); Fiscal Year 2010: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000); Fiscal Year 2009: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
• Keywords: ポリオキソメタレート / アルミニウム錯体 / 合成 / 構造解析 / 酸化触媒 / 酸素 / 水 / アルコール / ジルコノセン触媒 / 水溶媒 / 分子状酸素 / 分子設計 / 分子モデル / メチルアルミノキサン / アルミニウム / 多核錯体 / 単結晶X線構造解析

Research Abstract

Aluminum has attracted considerable attention because of their extreme versatility and unique range of properties, including acidity, hardness, and electroconductivity. In this study, various aluminum compounds possessing mono- and multi-aluminum sites were synthesized by using Keggin and Dawson-type lacunary polyoxometalates as inorganic ligands. For the oxidation of alcohols in water catalyzed by aluminum-coordinated polyoxotungstates with molecular oxygen, the activities were significantly affected by the structures around aluminum sites. Furthermore, a cationic organozirocnium fragment was successfully supported onto the aluminum site constructed in polyoxometalate; this is the first example of the polyoxoanion-supported organometallic compound by utilizing the aluminum site as an atomic-level support.

Research Products

• [Journal Article] Sandwich-type aluminium complex composed of tri-lacunary Keggin-type polyoxotungstate: synthesis and X-ray crystal structure of [(A-PW_9O_<34>)_2{W-(OH)(OH_2)}{Al(OH)(OH_2)}{Al(μ-OH)-(OH_2)_2}_2]^<7-> (2010)
  • Author(s): Chika Nozaki Kato, Yurika Katayama, Masaru Nagami, Masao Kato, Mikio Yamasaki
  • Journal Title: Dalton Transactions Volume: 39 Pages: 11469-11474
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sandwich-type aluminium complex composed of tri-lacunary Keggin-type polyoxotungstate : synthesis and X-ray crystal structure of[(A-PW_9O<34>)_2{W(OH)(OH_2)}{Al(OH)(OH_2)}{Al(μ-OH)(OH_2)_2}_2]^<7-> (2010)
  • Author(s): Chika Nozaki Kato, et al.
  • Journal Title: Dalton Transactions Volume: 39 Pages: 11469-11474
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 種々のアルミニウム置換ポリオキソメタレートを触媒としたアルコールの酸素酸化 (2012)
  • Author(s): 永見優, 中川美幸, 加藤知香
  • Organizer: 第109回触媒討論会
  • Place of Presentation: 東京工業大学(東京都)
  • Year and Date: 2012-03-29
• [Presentation] ドーソン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした多核アルミニウム錯体の合成とキャラクタリゼーション (2011)
  • Author(s): 中川美幸, 加藤知香
  • Organizer: 錯体化学会第61回討論会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学(岡山県)
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] 有機ジルコニウム種配位ケギン型アルミニウム一置換ポリオキソメタレートの合成およびキャラクタリゼーション (2011)
  • Author(s): 牧野裕輝, 海野航, 加藤知香
  • Organizer: 錯体化学会第61回討論会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学(岡山県)
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] ドーソン型アルミニウム一置換ポリオキソメタレートの合成および有機ジルコニウム種との反応性の検討 (2011)
  • Author(s): 海野航, 牧野裕輝, 加藤知香
  • Organizer: 錯体化学会第61回討論会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学(岡山県)
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] 有機ジルコニウム種配位ケギン型アルミニウム-置換ポリオキソメタレートの合成およびキャラクタリゼーション (2011)
  • Author(s): 牧野裕輝・海野航・加藤知香
  • Organizer: 錯体化学会第61回討論会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学(岡山県)
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] Synthesis of Polyoxoanion-supported Zirconium Complex: An Atomic-levelAnalog of Zirconocene Catalyst (2011)
  • Author(s): Yuki Makino, Miyuki Nakagawa, Kiyoto Masuda, Wataru Unno, Chika N. Kato
  • Organizer: The 13th Korea-Japan Symposium on Catalysis
  • Place of Presentation: 済州島・SEOGWIPO KAL HOTEL (韓国)
  • Year and Date: 2011-05-23
• [Presentation] Oxidation of Benzyl Alcohol with Dioxygen Catalyzed by Aluminum-coordinated Polyoxotungstate (2011)
  • Author(s): Masaru Nagami, Chika N. Kato
  • Organizer: The 13th Korea-Japan Symposium on Catalysis
  • Place of Presentation: 済州島・SEOGWIPO KAL HOTEL (韓国)
  • Year and Date: 2011-05-23
• [Presentation] Synthesis of Polyoxoanion-supported Zirconium Complex : An Atomic-level Analog of Zirconocene Catalyst (2011)
  • Author(s): Yuki Makino・Miyuki Nakagawa・Kiyoto Masuda・Wataru Unno・Chika N.Kato
  • Organizer: The 13th Korea-Japan Symposium on Catalysis
  • Place of Presentation: 済州島・SEOGWIPO KALHOTEL(韓国)
  • Year and Date: 2011-05-23
• [Presentation] Oxidation of Benzyl Alcohol with Dioxygen Catalyzed by Aluminum-coordinated Polyoxotungstate (2011)
  • Author(s): Masaru Nagami・Chika N.Kato
  • Organizer: The 13th Korea-Japan Symposium on Catalysis
  • Place of Presentation: 済州島・SEOGWIPO KALHOTEL(韓国)
  • Year and Date: 2011-05-23
• [Presentation] ケギン型アルミニウム一置換ポリオキソメタレートの合成および有機ジルコニウム種との反応性の検討 (2011)
  • Author(s): 牧野裕輝, 増田清人, 加藤知香
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学(神奈川県)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] ケギン型アルミニウム-置換ポリオキソメタレートの合成および有機ジルコニウム種との反応性の検討 (2011)
  • Author(s): 牧野裕輝・増田清人・加藤知香
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学(神奈川県)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] Synthesis and molecular structure of a sandwich-type aluminum(III) complex composed of Keggin-type tri-lacunary polyoxotungstate (2010)
  • Author(s): Chika Kato, Y. Katayama, M. Kato, M. Nakagawa, M. Nagami, Y. Mikio
  • Organizer: 環太平洋国際化学会議
  • Place of Presentation: ハワイ・コンベンションセンター (アメリカ)
  • Year and Date: 2010-12-18
• [Presentation] Synthesis and molecular Structure of a sandwich-type aluminum(III) complex composed of Keggin-type tri-lacunary polyoxotungstate (2010)
  • Author(s): Chika Kato, et al.
  • Organizer: 環太平洋国際化学会議2010
  • Place of Presentation: ハワイ・コンベンションセンター(アメリカ)
  • Year and Date: 2010-12-18
• [Presentation] 有機ジルコニウム種配位ポリオキソメタレートの合成 (2010)
  • Author(s): 増田清人, 原和暢, 永見優, 牧野裕輝, 中川美幸, 加藤知香
  • Organizer: 第41回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学 (愛知県)
  • Year and Date: 2010-11-07
• [Presentation] 有機ジルコニウム種配位ポリオキソメタレートの合成 (2010)
  • Author(s): 増田清人・原和暢・永見優・牧野裕輝・中川美幸・加藤知香
  • Organizer: 第41回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学(愛知県)
  • Year and Date: 2010-11-07
• [Presentation] ドーソン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした二種類のアルミニウム錯体の合成 (2010)
  • Author(s): 中川美幸, 加藤知香
  • Organizer: 錯体化学会第60回討論会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター (大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-28
• [Presentation] ケギン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした多核アルミニウム(III)錯体の合成とアルコールの酸素酸化 (2010)
  • Author(s): 永見優, 片山友梨香, 中川美幸, 加藤昌央, 加藤知香
  • Organizer: 錯体化学会第60回討論会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター (大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-28
• [Presentation] ドーソン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした二種類のアルミニウム錯体の合成 (2010)
  • Author(s): 中川美幸・加藤知香
  • Organizer: 第60回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-28
• [Presentation] ケギン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした多核アルミニウム(III)錯体の合成とアルコールの酸素酸化 (2010)
  • Author(s): 永見優・片山友梨香・中川美幸・加藤昌央・加藤知香
  • Organizer: 第60回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-28
• [Presentation] ドーソン型アルミニウム(III)一置換ポリオキソメタレートの合成およびキャラクタリゼーション (2010)
  • Author(s): 中川美幸, 加藤知香
  • Organizer: 第90回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学 (兵庫県)
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] ドーソン型アルミニウム(III)一置換ポリオキソメタレートの合成およびキャラクタリゼーション (2010)
  • Author(s): 中川美幸・加藤知香
  • Organizer: 第90回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] ケギン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした二核アルミニウム(III)錯体の合成および物性 (2009)
  • Author(s): 片山友梨香, 中川美幸, 加藤昌央, 加藤知香
  • Organizer: 第59回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 長崎大学(長崎県)
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] ケギン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした二核アルミニウム(III)錯体の合成および物性 (2009)
  • Author(s): 片山友梨香・中川美幸・加藤昌央・加藤知香
  • Organizer: 第59回錯体討論会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Book] Advances in Crystallization Processes (2012)
  • Author(s): Chika Nozaki Kato, Yuki Makino, Mikio Yamasakim Yusuke Kataoka, Yasutaka Kitagawa, Mitsutaka Okumura
  • Publisher: Synthesis and X-Ray Crystal Structure of α-Keggin-type Aluminum-substituted Polyoxotungstate
• [Book] Advances in Crystallization Processes (2012)
  • Author(s): Chika N.Kato・Yuki Makino・Mikio Yamasaki・Yusuke Kataoka・Yasutaka Kitagawa・Mitsutaka Okumura
  • Publisher: Synthesis and X-Ray Crystal Structure of α-Keggin-type Aluminum-substituted Polyoxotungstate(印刷中)
• [Remarks]
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~sckatou/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~sckatou/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.shizuoka.ac.jp/~chem/staffs/kato.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.shizuoka.ac.jp/~chem/staffs/kato.html