2017 Fiscal Year Annual Research Report
Dioxygen Activation by a Low-Valent Meal-Oxo Complex as a Key Species
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15K05462
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
倉橋 拓也 分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 助教 (90353432)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | サレン / マンガン / 空気酸化 / 二相反応 / ファインバブル / 光反応 / 酸素分子活性化 / 蛍光特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２９年度は、アルカリ水溶液との反応で空気酸化反応を行うための、基礎と応用の両面から検討を進めた。基礎的な観点からは、サレンマンガン(III)錯体と水酸化物イオンとの反応で生成する化学種を特定するため、水酸化物イオンと同様に強いシグマドナー性を持つシアン化物イオンとの反応を検討した。共鳴ラマン測定や核磁気共鳴などの分光測定を徹底的に行なった結果、部分的にサレン配位子のイミノ基が１電子還元されていることを突き止めた。得られた成果は無機化学分野の主要国際雑誌であるInorganic Chemistry誌にて論文発表した。さらに酸素分子活性化の目的に光照射を活用することを念頭において、優れた光化学特性を持つサレン型配位子の基礎的研究も行った。サレン型配位子の光化学特性についても一定の成果をあげて、錯体化学会討論会と酸化反応討論会において口頭発表を行った。
本研究では、アルカリ水溶液との反応をトリガーとして、有機溶媒に溶解させた触媒で酸素分子を活性化して基質の酸化反応を進行させることを最終的な目標としている。反応系は有機溶媒と水の二相系になり、二相の接触面積が反応効率に大きく影響する。これまで超音波照射で二相をエマルジョン様にする方法を用いてきたが、超音波照射によって溶存酸素が脱気される可能性も懸念された。そこで酸素ガスのファインバブルを反応溶液に通じて、ファインバブルの界面活性化効果で有機溶媒と水の接触面積を増加させる方法を考案した。有機触媒反応にも利用可能な、構造が単純なファインバブル生成装置を新たに構築した。実際に、酸素ガスファインバブルによって有機溶媒と水がエマルジョン様に混じり合うことを確認した。現在、酸素豊富で酸化反応に有利な条件下で、空気酸化反応の検討を進めている。
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