2017 Fiscal Year Annual Research Report
New Development of Coordination Chemistry in Biorelated Metal Complexes of Cyclic Tetrapyrroles
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16H04119
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
久枝 良雄 九州大学, 工学研究院, 教授 (70150498)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ビタミンB12 / ポルフィリン異性体 / ポルフィセン / 光反応 / 発光特性 / 触媒反応 / 脱ハロゲン化反応 / 二量化反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これからの科学技術に期待されるのは環境との調和である。生体系の機能発現を範とし、それに工学的な発想を加味して生体系の機能を凌駕する技術を目指すバイオインスパイアード材料の開発が注目されている。生体系においてヘム、クロロフィル、ビタミンB12などの環状テトラピロール系金属錯体は生命の色素と言われ、極めて重要で多彩な機能を発現している。これらを含む金属酵素は、高活性・高選択的であるが、構造安定性に欠け応用範囲が狭いなどの欠点も多い。そこで本研究では、単なる酵素機能のシミュレーションに留まらず、光増感剤と生体関連金属錯体の組み合わせにより革新的機能材料を開発している。
そこで、ビタミンB12誘導体の新機能開発とポルフィリン異性体であるポルフィセン錯体の新機能の開拓に焦点を当てた。一つは、ビタミンB12-可視光駆動型酸化チタン共有結合系などの光により活性化するバイオインスパイアード触媒を創製し、精密有機合成・環境汚染物質分解・水素発生などに効率的に働く触媒システムの構築に成功した。また、ポルフィリンの構造異性体であるポルフィセン誘導体の簡便合成に成功し、新しいメカニズムでの反応特性を見出した。また、リンポルフィセンの合成に成功し、興味深い発光特性を見出した。更に、ポルフィセン金属錯体では配位子のLUMOが安定化しており配位子還元が起こりやすい。その性質を利用し、配位子のレドックスを利用した新規触媒反応を見出した。
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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
テトラピロール系金属錯体の合成と反応特性については、予定通り順調に研究は進展している。ポルフィセンの簡便合成の発見は、今後の研究を大きく進展させるだろう。また、反応特性のみならず、発光特性などの興味深い光物性も見出しており、今後の進展が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ビタミンB12誘導体を用いた触媒反応では、効率の良い光増感剤との組み合わせにより、可視光での効率的な触媒反応が期待できる。また、ポルフィセンの簡便合成法の発見により、種々の金属錯体の反応が検討できるので、当初予定より研究の幅が広がったと言える。最終年度に向けて、計画以上の進展が期待できる。
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