2017 Fiscal Year Annual Research Report
On-demand activation of metal complex catalysts by photochemical/electrochemical stimuli
| Project Area | Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand |
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| Project/Area Number |
17H06444
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
正岡 重行 分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 准教授 (20404048)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 光化学 / 電気化学 / 錯体化学 / 触媒科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，「課題①：光／電気化学的刺激により活性種を自在に作り出す手法の開拓」ならびに「課題②：光／電気化学的刺激をトリガーとするハイブリッド触媒系の構築と最適化」から構成されるが，平成29年度は主に課題①に取り組んだ。
課題①は，ハイブリッド触媒系に組み込む独創的な触媒要素を物理化学的な基礎から創製する研究であり，金属錯体触媒に光化学刺激もしくは電気化学刺激を与え，配位子や金属イオンの選択によって，反応系中に狙い通りの触媒活性種を作り出す手法の開拓を目指すものである。本年度は，(i) 安定結合の活性化に有効なラジカル活性種，(ii) 酸素原子供給源となるオキソ活性種，(iii) 水素原子の供給源となるヒドリド活性種の３種に焦点を絞り，触媒活性種の自在発生手法の確立を試みた。(i) 安定結合の活性化に有効なラジカル活性種については，歪んだフタロシアニン誘導体と電子ドナー分子が溶液内で共存するシステムを用いることで，近赤外光の照射に伴って光誘起電子移動反応が促進され，結果としてラジカル活性種を系中に発生させることに成功した。(ii) 酸素原子供給源となるオキソ活性種の生成に関しては，鉄錯体を含む水溶液に電気化学的刺激を加えることにより達成した。(iii) 水素原子の供給源となるヒドリド活性種の発生については，ロジウム二核錯体に光増感部位を近接させることにより，光照射に伴う効率的な電子移動を経てヒドリド種の生成が促進されることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度には光化学的刺激や電気化学的刺激により活性種を自在に作り出す手法の開拓を予定していたが，現在までに光や電気化学的な刺激により，ラジカル活性種，オキソ活性種，ヒドリド活性種などの化学種を発生させることのできる反応系を見出したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度の研究により得られた触媒活性種を活用したハイブリッド触媒系の構築に取り組む。水や二酸化炭素などの安定小分子を光或いは電気化学的刺激によって発生させた触媒活性種を用いて活性化し，エネルギーキャリアとなり得る化合物を合成する。また，領域内での共同研究による新規ハイブリッド触媒系の構築にも取り組む。
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Research Products
(8 results)
