2008 Fiscal Year Annual Research Report
金属酵素を範とした有機・無機ハイブリッド触媒の開発
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18065018
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
久枝 良雄 Kyushu University, 大学院・工学研究院, 教授 (70150498)
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| Keywords | コバルト錯体 / ビタミンB12 / ハイブリッド触媒 / DDT分解反応 / 環拡大反応 / ヒ素の無毒化 / 人工酵素 / 光増感反応 |
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| Research Abstract |
触媒設計のコンセプトとして、金属酵素の活性部位の構造から重要な金属錯体部位を取り出し、単純化した金属錯体を分子設計し、ナノ空間材料を組み合わせてハイブリッド触媒を構築した。本年度は以下のようなバイオインスパイアード触媒による環境汚染物質の分解および物質変換反応に成功した。
1) 二酸化チタンとビタミンB12の組み合わせによる有機・無機ハイブリッド触媒の創製に成功し、環境汚染物質の1つであるDDTの高効率分解に成功した。また、このハイブリッド触媒を用い、アシル基の1, 2-転位反応を利用した環状ケトン類の環拡大反応について詳細に検討し、反応機構を明らかにした。更に、酸化チタンについて、ナノチューブやナノロッドを用いると、触媒であるビタミンB12誘導体が高密度で修飾できることを見出した。
2) 血清アルブミン(HSA)と疎水性ビタミンB12により人工酵素系を構築した。このB12-HSA複合系にルテニウム錯体を組み込み、光増感反応によりB12を還元活性化して効率的な触媒系を構築した。本触媒を用いて、可視光を照射するのみで、水中でのDDTの分解反応が進行することを見出した。
3) メチル化した疎水性ビタミンB12により、高効率で無機ヒ素をトリメチル化できる反応を見出した。無機ヒ素は猛毒であるが、メチル化すると毒性が下がり、トリメチル体であるアルセノベタインは無毒である。本手法により、無機ヒ素の新たな無毒化法の開発が可能であることが明らかになった。
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