Development of Bidirectional Rhenium Catalyst for Ammonia Formation and Oxidation
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22J14613
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
孟 凡強 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2022-04-22 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | レニウム / 窒素固定 / アンモニア / ピンサー配位子 / ニトリド錯体 |
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| Outline of Research at the Start |
アンモニアのエネルギーキャリアとしての利用には、窒素分子をアンモニアへと還元しエネルギーを貯蔵する反応と、アンモニアを窒素分子へと酸化してエネルギーを取り出す両方の反応が必要となる。申請者はPNP型ピンサー配位子を持つレニウム窒素錯体が-78℃・常圧という反応条件下で窒素分子からのアンモニア生成反応を触媒することを開発した。この結果を基に常温・常圧という温和な条件下でのアンモニア生成反応とアンモニア酸化反応の両方に活性を有する双方向性触媒の開発に取り組む。様々な新規レニウム錯体を合成し、双方向性触媒としての活性を評価する予定である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
遷移金属錯体を用いた触媒的窒素固定反応の開発が最近注目されている。これまでに申請者は、PNP型ピンサー配位子を持つレニウム窒素錯体を用いた温和な反応条件下での窒素分子からの触媒的アンモニア生成反応の開発に成功した。さらに同錯体を用いた窒素分子からの触媒的シリルアミン生成反応の開発にも成功した。本年度は、より高活性な触媒開発および反応機構に関する知見を得るため、レニウムニトリド錯体の触媒的窒素固定反応に対する反応性を検討した。
まず様々な置換基を有するPNP型ピンサー配位子を持つ単核レニウムニトリド錯体を新規に合成した。これら錯体を用いたアンモニア生成反応を検討した結果、いずれの錯体においても同等の触媒活性が見られ、顕著な置換基効果は見られなかった。一方、シリルアミン生成反応においては電子供与性基を導入することで触媒活性が向上することが明らかとなった。
続いてレニウムニトリド錯体の化学量論反応を検討した。その結果、無置換ピンサー配位子を持つ単核レニウムニトリド錯体を還元すると、ピンサー配位子がカップリングして二量化した二核ニトリド錯体が得られた。一方で置換基を有するピンサー配位子を持つニトリド錯体では置換基の立体障害によって二核化が阻害されることが分かった。次に得られた二核ニトリド錯体の触媒活性を検討した結果、アンモニア生成反応およびシリルアミン生成反応に対して触媒活性を有することも確認した。
本成果はレニウム錯体を用いた触媒的窒素固定反応に対して新たな知見を与えるものである。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
