2011 Fiscal Year Research-status Report
金属錯体による光駆動型二酸化炭素多電子還元システムの創出
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23750069
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
大津 英揮 分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 助教 (80433697)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 金属錯体 / 二酸化炭素還元触媒 / 有機ヒドリド / 光還元反応 / 多電子還元システム |
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| Research Abstract |
本申請研究である「金属錯体による光駆動型二酸化炭素多電子還元システムの創出」は、二酸化炭素改質による化学・電気エネルギー相互変換システムを念頭に置き、光エネルギーを化学的に貯蔵した錯体分子による二酸化炭素の触媒的多電子還元反応の開発を行うものであり、本研究期間において、（1）光還元反応の更なる高効率化を目指したNAD モデル配位子の置換基効果の検討、（2）基質結合部位を有する新規金属錯体の合成とその光還元反応特性および二酸化炭素との反応性の検討、（3）更なる高効率化を目指した光駆動型二酸化炭素多電子還元反応の開発、を各種分光学・光化学・電気化学的測定等、多面的な測定手法を行い、光エネルギーによって駆動する二酸化炭素多電子還元反応触媒の開発を目指す。 平成23年度においては、NAD モデル配位子の置換基効果の検討を行うため、pbn 配位子のピリジン環の3位にメチル基を導入した新規3Me-pbn (2-(3-methylpyridin-2-yl)benzo[b][1,5]naphthyridine) 配位子を設計・合成し、この配位子を有する金属錯体（[Ru(bpy)2(3Me-pbn)]2+（bpy : 2,2'-bipyridine））の合成や構造解析、各種分光学・光化学的性質や電気化学的特性の解明を行った。その結果、単結晶X線構造解析により、ピリジン環部位とベンゾナフチリジン環部位との二面角は7.4°であることがわかり、無置換のpbn配位子を有する錯体（[Ru(bpy)2(pbn)]2+：-0.5°）と比較し、[Ru(bpy)2(3Me-pbn)]2+錯体は、Twist構造を有している事が明らかとなった。また、このようなTwist構造が光還元反応特性に多大な寄与を与えていることも判明し、NADモデル配位子の構造を制御することにより、光還元反応の制御をも達成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
3Me-pbn配位子のピリジン環とベンゾナフチリジン環とのTwist 構造に起因するπ共役系切断によるベンゾナフチリジン環の高電子密度化は、光還元反応特性に多大な寄与を与えることだけにとどまらず、NADモデル配位子間でC-Cカップリング反応が起きることも明らかとなり、電気化学的なC-C結合の可逆的形成・切断にも成功している（論文投稿準備中）。このことより、本申請課題研究は、当初の計画以上に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度においては、（1）基質結合部位を有する新規金属錯体の合成とその光還元反応特性および二酸化炭素との反応性の検討、（2）更なる高効率化を目指した光駆動型二酸化炭素多電子還元反応の開発、を行い、光エネルギーにより錯体内に貯蔵されたヒドリド源による二酸化炭素の光駆動型多電子還元反応を達成すべく、本申請研究を遂行する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本研究課題を勢力的に遂行するためには、配位子や金属錯体を合成するための試薬やガラス器具等が必要であるため、物品費として研究費を使用する予定である。また、旅費として、国内で開催される学会およびシンポジウム（日本化学会年会、錯体化学討論会、生体機能関連化学シンポジウムなど）、海外で開催される国際学会（国際錯体化学会（ICCC）、アジア錯体化学会議（ACCC）、生物無機国際会議（ICBIC）など）に参加し、研究成果発表や研究情報収集を行うため、その他として、学術論文の投稿料や学会への参加費が必要であるため、研究費を使用する予定である。
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