2018 Fiscal Year Research-status Report
Energy Storage Devices based on Proton-Electron Synchronized Movements on Coordinated Ligands in Metal Complexes
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18K05155
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
芳賀 正明 中央大学, 理工学部, 教授 (70115723)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | レドックス活性配位子 / インジゴ / ベンズイミダゾール－4,7-キノン / ルテニウム錯体 / プロトン共役電子移動 / ＣＯ２還元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、レドックス活性でプロトンと電子移動が共役可能なインジゴやキノン基を含むノンイノセント配位子を多電子プールサイトに利用して、金属イオンへのCO2や水などの小分子の配位により活性化できる多プロトン共役多電子移動電極触媒の開発を目指している。
（１）インジゴ((N^O)が二座配位子として働き、三座配位子のビス(ベンズイミダゾリル)ピリジン (mbimp)、さらに基質が配位可能な単座サイトX (X = MeCN,Pyridine, t-BuNC, CO)をもつ[Ru(mbimp)(N^O)X]錯体（Ａ）を合成した。この錯体Ａはアルゴン気流下では-2Vから+1.3 Vの電位窓の中に６段階１電子移動鎖を形成することがわかった。CO2を通気することで、X =COでは-1.8 V付近から触媒波が観測された。Ru錯体溶液に水を添加したMeCN中でのCO2雰囲気下で、-1.82 V vs. Fc+/Fcの定電位電解を行い、CO2還元反応における生成物の定量を行ったところ、X = MeCNでは水素が主生成物であったが、X =COではＣＯとHCOO-が主生成物であった。
（２）ベンズイミダゾール－4,7-キノン基を含む二座配位子(2-ピリジル)ベンズイミダゾール－4,7-キノン(PyQH)をもつ[Ru(bpy)2(PyQH)]2+(B)および三座配位子2,6-(ピリジンジイル)ビス(ベンズイミダゾール－4,7-キノン) (bimQH) をもつ[Ru(mbimp)(bimQH)]2+(C)を合成・同定し、その酸化還元挙動を調べた。錯体Ｂ，ＣのCVは、水溶液中でプロトン共役電子移動を示す。また、錯体Ｃは、pH12では錯体のイミノN-Hは脱プロトン化しているために、中心Ruの1電子酸化波が可逆波として観測され、また還元の電流値は2倍となり2電子が関与していることが分かった。
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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
レドックス活性配位子でかつプロトン共役電子移動を示すインジゴおよびベンズイミダゾール－4,7-キノンを含む新規ルテニウム錯体を合成することに成功し、その酸化還元挙動を詳細することができた。またCO2雰囲気下でのＣＶによる電極触媒能についても検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
錯体の同定は完了したので、今後は光、電気化学を利用した小分子の活性化に関する触媒反応について重点を移していく。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた備品(電気化学アナライザー）が他の予算で購入できたので、備品費に計上していた予算を薬品などの購入に充てることができた。備品は別予算で購入できたので、本基盤研究Ｃは順調に進めることができるようになった。ただ、一部の予算を次年度に繰り越すことになった。
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