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2009 Fiscal Year Annual Research Report

単一分子光水素発生デバイスの合成と機能制御

Research Project

Project/Area Number 21350036
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

酒井 健  Kyushu University, 大学院・理学研究院, 教授 (30235105)

Keywords水素エネルギー / 水可視光分解 / 太陽光エネルギー変換 / 白金錯体 / ルテニウム錯体 / 光誘起電子移動 / 水素生成触媒 / 光水素発生デバイス
Research Abstract

研究計画に従い、単一分子光水素発生デバイスの水素発生触媒部位の高活性化について取り組んだ。分子内に強い白金間相互作用を有する各種の白金二核錯体の合成を試み、幾つかの新規錯体の合成と単離同定に成功したものの、目的とする活性を見出すには至らなかった(Dalton Trans.への投稿準備中)。今後、異なるスペーサーを有する白金ルテニウム二核骨格を構築すべきと判明した。単核の白金触媒部を有する水素発生デバイスについては、白金側に配位したπ共役系配位子の還元電位の精密制御により、分子内電子移動の駆動力を自在に制御することに成功し、かつ、その制御因子を操作することにより、光水素発生効果を制御できることを突き止めることに成功した。見出した法則は、広く適用することができる重要なものであることが分かった(Daltons Trans.誌に投稿中)。一方、白金ルテニウム二核の水素発生デバイス二分子をエチレン鎖で連結することにより、分子内の白金-白金相互作用の形成を促進することができ、その結果活性が向上することを突き止めた(Chem. Asian J. in press)。さらに興味深い成果として、ビオローゲン多量体を導入した光増感剤としてRu錯体や水素生成触媒としての白金錯体の合成と同定に成功し、ビオローゲン多量体への多電子貯蔵過程を利用した新しいタイプの光水素発生デバイスの創出にも成功した(Dalton Trans. in press ; J. Am. Chem. Soc., submitted)。これらの研究では、白金単核錯体がPt-Pt結合を有するヒドリド中間体を経由することが初めて明らかとなった。DFT分子軌道計算、および、電気化学的反応機構解析によっても、数多くの新しく、かつ、有益な知見を得ることができた。

  • Research Products

    (48 results)

All 2010 2009

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (40 results)

  • [Journal Article] Photoinduced Electron Transfer in Tris(2, 2'-bipyridine)ruthenium(II)-Viologen Dyads with Peptide Backbones Leading to Long-Lived Charge Separati on and Hydrogen Evolution2010

    • Author(s)
      Makoto Ogawa, Bijitha Balan, Gopalakrishnan Ajayakumar, Shige yuki Masaoka, Heinz-Bernhard Kraatz, Masayasu Muramatsu, Syoji Ito, Yutaka Nagasawa, Hiroshi Miyasaka, Ken Sakai
    • Journal Title

      Dalton Trans. (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photo-Hydrogen-Evolving Molecular Devices Consisting of Polypyridyl Ruthenium(II)Photosensitizers and Platinum(II)Catalysts : Insights into the Reaction Mechanism2010

    • Author(s)
      Ken Sakai, Hironobu Ozawa, Masayuki Kobayashi, Bijitha Balan, Shigeyuki Masaoka
    • Journal Title

      Chemistry-An Asian Journal (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrogen Production from Water Catalyzed by an Air-stable Di-iron Complex with a Bio-relevant Fe2(μ-S)2 Core2009

    • Author(s)
      T.Yamaguchi, S.Masaoka, K.Sakai
    • Journal Title

      Chem. Lett. 38

      Pages: 434-435

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photo-Hydrogen-Evolving Activity of Chloro(terpyridine)platinum(II) : a Single-Component Molecular Photocatalyst2009

    • Author(s)
      Reiko Okazaki, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai
    • Journal Title

      Dalton Trans.

      Pages: 6127-6133

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Oxygen Evolution from Water Catalyzed by Mononuclear Ruthenium Complexes with a Triazamacrocyclic Ligand in a Facial Fashion2009

    • Author(s)
      Masaki Yoshida, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai
    • Journal Title

      Chem. Lett. 38

      Pages: 702-703

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evidence for the Pt(II)-Based Molecular Catalysis in Thermal Reduction of Water into Molecular Hydrogen2009

    • Author(s)
      Kosei Yamauchi, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc. 131

      Pages: 8404-8406

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kinetic Resolution of P-Chirogenic Compounds by Pd-catalyzed Alcoholys is of Vinyl Ethers2009

    • Author(s)
      Hisashi Itoh, Eiji Yamamoto, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai, Makoto Tokunaga
    • Journal Title

      Adv. Synth. Cat. 351

      Pages: 1796-1800

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dibromido(2, 3, 9, 10-tetramethyl-1, 4, 8, 11-tetraazacyclotetradeca-1, 3, 8, 10-tetraene)cobalt(III)bromide2009

    • Author(s)
      Hoda El-Ghamry, Raafat Issa, Kamal El-Baradie, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai
    • Journal Title

      Acta Cryst. E65

      Pages: m1378-m1379

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 溶在水素ガス共存下における各種白金(II)錯体の安定性2010

    • Author(s)
      山内幸正・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] 電子アクセプターを導入したターピリジン白金(II)誘導体の光水素生成触媒機能制御2010

    • Author(s)
      小林真之・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] Facial型三座配位子を有するルテニウム単核錯体の酸素発生触媒反応に対する速度論的研究2010

    • Author(s)
      吉田将己・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] ルテニウム単核錯体を触媒とする水からの酸素発生反応2010

    • Author(s)
      正岡重行・吉田将己・清田城作・木本彩乃・横山順平・山内幸正・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] [Ru(tpy)(bpy)OH2]2+誘導体を固定化したITO電極の酸素発生触媒挙動2010

    • Author(s)
      清田城作・横山順平・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] 包接錯体形成によるRu(II)Pt(II)系光水素発生デバイスの開発と機能評価2010

    • Author(s)
      平原将也・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] 水溶性官能基を導入した新規ピリジンチオラト架橋白金(II)二核錯体の合成と水素生成触媒機能2010

    • Author(s)
      大西勇一郎・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] 電子一時貯蔵サイトを付与した新規白金ルテニウム二核錯体の合成と光水素生成触媒機能2010

    • Author(s)
      柴原悠・小川誠・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] 新規白金多核錯体の合成と結晶構造2010

    • Author(s)
      今野陽介・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] プロトン受容サイトを導入したビス(ジチオレン)金属錯体の水素生成触媒機能(M=Fe, Co, Ni, Pd, Pt)2010

    • Author(s)
      山口俊樹・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] 新規Ru-Pt二核錯体の合成と水素発生機能評価2010

    • Author(s)
      福田卓也・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] ルテニウム単核錯体触媒による酸素発生反応のストップトフロー解析2010

    • Author(s)
      木本彩乃・山内幸正・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] ビイミダゾレート架橋ルテニウム複核錯体の合成と酸素発生触媒機能2010

    • Author(s)
      小櫻貴志・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] デンドリマー状に電子受容部位を導入した光増感ルテニウム錯体の合成と水素発生反応への応用2010

    • Author(s)
      小川誠・Gopalakrishnan, Ajayakumar・正岡重行・Heinz-Bernhard, Kraatz・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-27
  • [Presentation] ロジウム二核錯体とポリオキソメタレートを共有結合させた多機能光触媒の開発2010

    • Author(s)
      田中早弥・正岡重行・HANAN, Garry・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス、大阪
    • Year and Date
      2010-03-27
  • [Presentation] アセトアミダト架橋白金二核の水素生成触媒機構に関する電気化学的研究2010

    • Author(s)
      横山順平・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-26
  • [Presentation] 単一分子光水素発生デバイスの化学2009

    • Author(s)
      酒井健
    • Organizer
      大学間連携研究事業第5回物質合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパス、京都
    • Year and Date
      2009-11-19
  • [Presentation] Photo-Hydrogen-Evolving Molecular Devices Consisting of Tris(2, 2'-bipyridine)ruthenium(II)-based Photosensitizers and Pt(II)-based Molecular Catalyst2009

    • Author(s)
      Ken Sakai
    • Organizer
      the 2nd Asian Conference on Coordination Chemistry(2nd ACCC)
    • Place of Presentation
      Jinling Riverside Conference Hotel(Nanjing), China
    • Year and Date
      2009-11-03
  • [Presentation] ビオローゲンラジカルによる水からの水素生成反応に対する白金(II)錯体の触媒効果2009

    • Author(s)
      山内幸正・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] ルテニウム単核錯体の酸素発生触媒作用と反応機構制御2009

    • Author(s)
      正岡重行・吉田将己・小櫻貴志・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 鉄ヒドロゲナーゼの類似骨格を有する鉄ジチオレン錯体の水素生成触媒機能2009

    • Author(s)
      山口俊樹・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] ペプチドを主鎖とする光水素発生デバイスの自在配列制御法の開発2009

    • Author(s)
      小川誠・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 電子一時貯蔵サイトを導入した白金ルテニウム二核錯体の合成と光水素生成触媒機能2009

    • Author(s)
      柴原悠・小川誠・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] Synthesis and Photochemical Hydrogen-Evolving Activity of Transition Metal Complexes with Macrocyclic Ligands2009

    • Author(s)
      Hoda El-Ghamly・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] Ru(terpy)(OH2)部位とレドックス活性な錯体を結合した新規二核錯体の酸素発生触媒機能2009

    • Author(s)
      小櫻貴志・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 効率的な光誘起分子内電子移動を狙ったルテニウム白金二核錯体の光水素発生機能2009

    • Author(s)
      福田卓也・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 長鎖アルキル基を有するアミダト架橋白金二核錯体の界面自己集積挙動と水素生成触媒作用2009

    • Author(s)
      横山順平・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 電子アクセプターを導入した三重機能性光水素発生デバイスの合成と機能評価2009

    • Author(s)
      小林真之・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 酸素発生触媒としてのルテニウム単核錯体を修飾したITO電極の調製と電極触媒機能2009

    • Author(s)
      清田城作・横山順平・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 2-メルカプトニコチン酸誘導体を架橋配位子とするランタン型白金(II)二核錯体の合成と水素生成触媒機能2009

    • Author(s)
      大西勇一郎・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] フェニルピリジナトを有するルテニウム単核錯体の合成と酸素発生触媒機能2009

    • Author(s)
      木本彩乃・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] 各種facial型ルテニウム単核錯体の酸素発生触媒作用2009

    • Author(s)
      吉田将己・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] ホストーゲスト相互作用を利用したRu(II)Pt(II)系光水素デバイスの開発と機能評価2009

    • Author(s)
      平原将也・正岡重行・酒井健
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] MOLECULAR DEVICES TOWARDS THE DEVELOPMENT OF SOLAR LIGHT-DRIVEN WATER SPLITTING INTO MOLECULAR HYDROGEN AND OXYGEN2009

    • Author(s)
      Ken Sakai
    • Organizer
      The 1st Kyushu University Global-COE/Yonsei Universitv BK21Joint Symposium
    • Place of Presentation
      Yonsei University, Korea
    • Year and Date
      2009-08-25
  • [Presentation] Visible-light-induced Water Cleavage into Hydrogen Gas and Oxygen Gas Catalyzed by Metal Complexes2009

    • Author(s)
      Ken Sakai
    • Organizer
      IUPAC2009
    • Place of Presentation
      SECC, Glasgow, UK
    • Year and Date
      2009-08-03
  • [Presentation] O2-evolving Catalysis of Mononuclear Ruthenium Complexes2009

    • Author(s)
      Shigeyuki Masaoka, Masaki Yoshida, Ken Sakai
    • Organizer
      ICBIC 14
    • Place of Presentation
      Nagoya Congress Center
    • Year and Date
      2009-07-26
  • [Presentation] Oxygen Evolution from Water Catalyzed by Mononuclear Ruthenium Complexes with a Triazamacrocycle Ligated in a Facial Fashion2009

    • Author(s)
      Masaki Yoshida, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai
    • Organizer
      ICBIC 14
    • Place of Presentation
      Nagoya Congress Center
    • Year and Date
      2009-07-26
  • [Presentation] Hydrogen Production from Water Catalyzed by Di-iron Complexes with a Bio-relevant Fe2(μ-S)2 Core2009

    • Author(s)
      Toshiki Yamaguchi, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai
    • Organizer
      ICBIC 14
    • Place of Presentation
      Nagoya Congress Center
    • Year and Date
      2009-07-26
  • [Presentation] Hydrogen Production from Water Catalyzed by Bio-relevant and Non-bio-relevant Multinuclear Metal Complexes2009

    • Author(s)
      Ken Sakai
    • Organizer
      ICBIC 14
    • Place of Presentation
      Nagoya Congress Center
    • Year and Date
      2009-07-26
  • [Presentation] Tris(2, 2'-bipyridine)ruthenium(II)-based Photo-hydrogen-evolving Molecular Devices Using Platinum(II)-based Hydrogenic Activation2009

    • Author(s)
      Ken Sakai
    • Organizer
      18th ISPPCC
    • Place of Presentation
      Gateaux Kingdom Sapporo
    • Year and Date
      2009-07-05

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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