Development of nitrite reduction cycle on dinuclear complexes

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K05813
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic chemistry
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: ARIKAWA Yasuhiro 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30346936)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 亜硝酸イオン / 還元サイクル / ニトリド / アンモニア / 金属酵素 / 二核錯体 / ピラゾリルボラト / ルテニウム

Outline of Final Research Achievements

We achieved a stepwise nitrite (NO2-) reduction cycle based on a dinuclear ruthenium complex. This cycle means conversion of nitrite to NH3 and two H2O using six electrons and seven protons (NO2- + 7 H+ + 6e- -> NH3 + 2 H2O), demonstrating the reproduction of the function of nitrite reductase.
In this cycle, an unique bent-type nitride-bridged dinuclear complex was isolated. Ligand exchange reactions of its complex were also investigated.

Free Research Field

錯体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

微生物による自然界での窒素循環サイクルでは、空気中にほぼ無尽蔵に存在する窒素分子が形を変えて循環しており、アミノ酸等に含まれる窒素原子の究極的な原料は空気中の窒素分子であるため、生物にとって必須のサイクルである。このサイクルの中に亜硝酸還元酵素が含まれており、亜硝酸イオンをアンモニアまで還元している。これは、富栄養化の軽減などに関連しており、非常に重要な反応である。この反応を、人工的に金属錯体を使って再現した。