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2015 Fiscal Year Annual Research Report

多電子移動型錯体触媒による水の光分解反応システムの開発

Research Project

Project/Area Number 25620145
Research InstitutionKanagawa University

Principal Investigator

川本 達也  神奈川大学, 理学部, 教授 (20204787)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords酸化還元活性な錯体 / 錯体触媒 / 水の光還元反応 / 水の酸化反応
Outline of Annual Research Achievements

安価な中心金属を有する金属錯体を触媒とした犠牲剤および光増感剤からなる反応システムにおいて、水から水素を製造する可視光を用いた光還元反応について検討を進めてきた。触媒としては、二電子移動が可能な酸化還元活性なノンイノセントな配位子を有するニッケル錯体だけでなく、その合成前駆体であり、異性体でもあるシッフ塩基錯体についても検討し、さらに側鎖上の置換基の効果についても検討した。その結果、これまでの研究により、最も異性化しやすいノンイノセントな配位子を有する錯体が最も高い触媒活性を示し、むしろ異性化しにくい錯体の活性は低いことを明らかにした。この原因を解明するため、最終年度にあたる昨年度は、詳細な電気化学的測定、新たな還元体の合成、分子軌道計算などから、その反応機構について検討した。その結果、2電子還元後に初めて錯体触媒と水素原子が相互作用し、その後、錯体を介して水素原子同士が結合を生成して水素ガスを発生することがわかった。このことから、最も高い活性を示した錯体は置換基としてメチル基を有していることから、その電子供与性が水素原子との相互作用に有利に働いた結果、高い触媒活性を示したと結論付けた。
一方、水の酸化による酸素製造は、これまでルテニウム錯体を触媒として使用してきたが、昨年度は新たにイリジウム錯体について検討を進め、水の酸化反応の触媒となることを明らかにした。その錯体はクマリンを配位子とする錯体であり、塩素架橋二核錯体と塩素原子の代わりに水が配位した単核錯体である。しかし、それらはほぼ同様な酸素発生量を示し、加えていずれの触媒反応も同じくらいの誘導期間を要したことから、二核錯体と単核錯体はいずれも触媒前駆体であり、触媒活性種は同一物であると推定した。

  • Research Products

    (23 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results)

  • [Journal Article] (4,4’-Dimethoxy-2,2’-bipyridine-k2N,N')bis[2(pyridin-2-yl)phenyl-kC1]iridium(III) hexafluoridophosphate unknown solvate2016

    • Author(s)
      Yano Natsumi, Kataoka Yusuke, Kawamoto Tatsuya, Handa Makoto
    • Journal Title

      IUCrData

      Volume: 1 Pages: 1-3

    • DOI

      10.1107/S2414314616004879

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Preparation, structure, and dynamic and electrochemical behaviors of dinuclear rhodium(I) complexes with bridging formamidinato ligands2016

    • Author(s)
      Yuki Ide, Takahisa Ikeue, Yusuke Kataoka, Ryoko Inoue, Mikio Nakamura, Daisuke Yoshioka, Masahiro Mikuriya, Tatsuya Kawamoto, Makoto Handa
    • Journal Title

      J. Organomet. Chem.

      Volume: 803 Pages: 92-103

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2015.12.018

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Isolation of a Tetranuclear Intermediate Complex in the Synthesis of Paddlewheel-Type Dirhodium Tetraacetate2015

    • Author(s)
      Yusuke Kataoka, Natsumi Yano, Tatsuya Kawamoto, Makoto Handa
    • Journal Title

      Eur. J. Inorg. Chem.

      Volume: なし Pages: 5650-5655

    • DOI

      10.1002/ejic.201500955

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ハロゲンを軸位に有するベンズアミジナート架 橋ロジウム(II,III)二核錯体の結晶構造と磁気的 相互作用2016

    • Author(s)
      三上沙紀、片岡祐介、川本達也、御厨正博、半田真
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      京田辺
    • Year and Date
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [Presentation] Anchor型ロジウム二核錯体による高効率な水 素発生反応と反応メカニズム研究2016

    • Author(s)
      矢野なつみ、片岡祐介、川本達也、半田真
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      京田辺
    • Year and Date
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [Presentation] シクロメタル化パラジウム錯体の光増感作用2016

    • Author(s)
      井上慶祐、下平峰、井上哲、片岡祐介、川本達也
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      京田辺
    • Year and Date
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [Presentation] Photooxidation of cyclometalated palladium complexes to the corresponding sulfinato species2015

    • Author(s)
      Tatsuya Kawamoto
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Honolulu
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dinuclear acetato-bridged palladium(II) complexes for photoreductive production of hydrogen2015

    • Author(s)
      Takuma Kitamura, Yusuke Kataoka, Tatsuya Kawamoto
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Honolulu
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hydrogen production from water under visible light using tetranuclear metal (Pd and Ni) complexes2015

    • Author(s)
      Yin-Nan Yan, Tatsuya Kawamoto
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Honolulu
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and electronic structure of dirhodium(II, III) complex with benzamidinato as bridging ligand2015

    • Author(s)
      Saki Mikami, Yusuke Kataoka, Tatsuya Kawamoto, Takahisa Ikeue, Makoto Handa
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Honolulu
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dinuclear nickel complex modeling the functions of nickel superoxide dismutase2015

    • Author(s)
      Takashi Shimodaira, Yusuke Kataoka, Tatsuya Kawamoto
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Honolulu
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Paddlewheel-type dirhodium tetracarboxylate complexes as catalyst for photochemical hydrogen evolution from water2015

    • Author(s)
      Yusuke Kataoka, Natsumi Yano, Tatsuya Kawamoto, Makoto Handa
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Honolulu
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Highly efficient photochemical reduction of water using anchor-shape dinuclear rhodium complexes2015

    • Author(s)
      Natsumi Yano, Yusuke Kataoka, Tatsuya Kawamoto, Makoto Handa
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Honolulu
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] New Hf-oxide based metal-organic frameworks with size selective gas adsorption properties2015

    • Author(s)
      Ryohei Fijita, Yusuke Kataoka, Tatsuya Kawamoto, Makoto Handa
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Honolulu
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Interconversions of non-innocent-type and Schiff base nickel complexes acting as efficient water reduction catalysts2015

    • Author(s)
      Satoshi Inoue, Yusuke Kataoka, Makoto Handa, Tatsuya Kawamoto
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Honolulu
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホルムアミジナートイオンを架橋配位子とするロジウムニ核錯体の構造および動的挙動における研究2015

    • Author(s)
      井手雄紀、池上崇久、片岡祐介、中村幹夫、吉岡大輔、御厨正博、川本達也、半田真
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [Presentation] ベンズアミジナート架橋ロジウム(II,III)二核錯体の磁気的性質における置換基効果2015

    • Author(s)
      三上沙紀、片岡祐介、川本達也、御厨正博、半田真
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [Presentation] NiSODのモデル錯体の合成と触媒作用2015

    • Author(s)
      下平峰、川本達也
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [Presentation] シクロメタレート型パラジウム(II)錯体の合成と水の光還元触媒作用2015

    • Author(s)
      北村匠磨、片岡祐介、川本達也
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [Presentation] フェナントロリンが配位したHalf-Paddlewheel型ロジウム二核錯体による水の光還元反応2015

    • Author(s)
      矢野なつみ、片岡祐介、川本達也、半田真
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [Presentation] 触媒活性なロジウム二核骨格を有するポリヘドロン状多核金属錯体の合成2015

    • Author(s)
      片岡祐介、矢野なつみ、三上沙紀、川本達也、半田真
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [Presentation] 可視光を利用したシクロメタル化パラジウム(II)錯体触媒による水からの水素発生2015

    • Author(s)
      厳寅男、宮川勝也、川本達也
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [Presentation] レドックス活性ニッケルおよびコバルト錯体を用いた可視光による水からの水素製造2015

    • Author(s)
      井上哲、矢島典明、片岡祐介、半田真、川本達也
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-23

URL: 

Published: 2017-01-06  

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