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2022 Fiscal Year Annual Research Report

多核クラスター錯体を用いた小分子変換のための学理創出

Research Project

Project/Area Number 19H00903
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

正岡 重行  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (20404048)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords錯体化学 / 多核金属錯体 / 電子移動反応 / 小分子変換 / 多電子酸化還元
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、生体酵素の活性中心の構造ならびに申請者のこれまでの研究から得た着想に従い、小分子の多電子酸化還元を促す革新的な触媒の創出を目指した触媒開発基礎研究を推進している。具体的には、「多電子移動能」と「結合組み換え能」を有する新規多核クラスター錯体を複数種合成し、その構造、電子状態ならびに酸化還元能の解析を行うとともに、合成した多核クラスター錯体の小分子変換反応に対する触媒能の評価を行っている。今年度は特に、異種金属多核錯体の小分子変換反応に対する触媒能の評価の遂行に注力した。代表的な成果として、2つのルテニウムイオンと3つのコバルトイオンにより形成される異種金属五核錯体触媒の開発が挙げられる。本五核錯体の内部には立体的に孤立したブレンステッド酸/塩基サイトが存在している。サイクリックボルタンメトリー(CV)測定を行ったところ、ブレンステッド酸サイトを有する錯体のボルタモグラムの波形は,ブレンステッド塩基サイトを有する錯体のものと大きく異なることが明らかになった。これは、五核錯体に内包されたH+が五核錯体の電子移動能に大きな影響を与えることを示している。また、10%の水存在下で定電位電解を実施し、気相をガスクロマトグラフィーで分析したところ,ブレンステッド塩基サイトを有する錯体を用いた場合のみ、ファラデー効率99%で水素の発生が確認された。よって、ブレンステッド酸サイトを有する錯体が触媒活性を示さない一方で、ブレンステッド塩基サイトを有する錯体は水素発生触媒として機能することが示された。この結果は、五核錯体に内包されたH+の有無によって錯体の触媒機能が制御できることを示す、重要な成果である。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Purdue University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Purdue University
  • [Journal Article] Electrochemical C(sp3)-H Functionalization Using Acetic Acid as a Hydrogen Atom Transfer Reagent2024

    • Author(s)
      Morii Yuma、Watanabe Taito、Saga Yutaka、Kambe Tetsuya、Kondo Mio、Masaoka Shigeyuki
    • Journal Title

      ChemElectroChem

      Volume: 0 Pages: e202400061

    • DOI

      10.1002/celc.202400061

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pentanuclear iron complex for water oxidation: Spectroscopic analysis of reactive intermediates in solution and catalyst immobilization into the MOF-based photoanode2024

    • Author(s)
      Ezhov Roman、Bury Gabriel、Maximova Olga、Daniel Grant Elliot、Kondo Mio、Masaoka Shigeyuki、Pushkar Yulia
    • Journal Title

      Journal of Catalysis

      Volume: 429 Pages: 115230-115230

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2023.115230

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Introducing proton/electron mediators enhances the catalytic ability of an iron porphyrin complex for photochemical CO2 reduction2023

    • Author(s)
      Imai Maho、Kosugi Kento、Saga Yutaka、Kondo Mio、Masaoka Shigeyuki
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 59 Pages: 10741-10744

    • DOI

      10.1039/D3CC01862H

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accumulation of Re-complex-based Catalytic Centers in Metal-Organic Cages for Photochemical CO2 Reduction/Insertion2023

    • Author(s)
      Kitada Masaki、Goo Zi Lang、Kosugi Kento、Saga Yutaka、Yoshinari Nobuto、Kondo Mio、Masaoka Shigeyuki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 52 Pages: 512-515

    • DOI

      10.1246/cl.230185

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Iron-Complex-Based Supramolecular Framework Catalyst for Visible-Light-Driven CO2 Reduction2023

    • Author(s)
      Kosugi Kento、Akatsuka Chiharu、Iwami Hikaru、Kondo Mio、Masaoka Shigeyuki
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 145 Pages: 10451-10457

    • DOI

      10.1021/jacs.3c00783

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visible-Light-Driven Hydroacylation of Unactivated Alkenes Using Readily Available Acyl Donors2023

    • Author(s)
      Saga Yutaka、Nakayama Yusuke、Watanabe Taito、Kondo Mio、Masaoka Shigeyuki
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 25 Pages: 1136-1141

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c04337

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metal Ion Substitution in a Pentanuclear Scaffold Provides an Efficient Catalyst for a HCOOH/CO2 Cycle2023

    • Author(s)
      Akai Takuya、Iwamura Yumi、Kondo Mio、Saga Yutaka、Masaoka Shigeyuki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 52 Pages: 211-214

    • DOI

      10.1246/cl.230023

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bronsted Acid/Base Site Isolated in a Pentanuclear Scaffold2023

    • Author(s)
      Tomoda Misa、Kondo Mio、Izu Hitoshi、Masaoka Shigeyuki
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 29 Pages: e202203253

    • DOI

      10.1002/chem.202203253

    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2024-12-25  

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