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レドックス活性錯体配位子の集積化による統合型水分解触媒の創成

研究課題

研究課題/領域番号 14J02494
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 無機化学
研究機関北海道大学

研究代表者

脇坂 聖憲  北海道大学, 総合化学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード光化学 / 水素発生 / メタノール / 水素ラジカル / 錯体配位子 / 配位子中心の電子移動 / 集積化 / レドックス活性配位子 / 多電子移動 / メタノール脱水素反応
研究実績の概要

水素発生モジュール創出に向け、2-aminophenolato骨格を含む2-aminophenolやそのFe錯体のMeOH中室温における光化学反応について検討し、π-π*を励起する289 nm光照射により、2-aminophenol, 2-aminophenolate及びFe錯体はそれぞれ量子収率 = 2.9, 3.7, 4.8%でMeOH脱水素反応を触媒することを明らかとした。更に、Fe錯体はより長波長のCTを励起する350 nm光照射により、0.019%の量子収率で反応を駆動することを見出した。これらのMeOH脱水素反応過程の機構を解明すべく、重水素化実験及びHラジカル捕捉実験を試みたところ、光励起によりHラジカルが放出されそのHラジカルがMeOHに作用することにより脱水素反応が駆動することが明らかとなった。本系は、有機及び非貴金属錯体による光MeOH脱水素反応及びその機構を初めて明らかにした。
本研究の重要課題の一つである、錯体配位子の統合化に関する知見を得るべく、トリスメルカプトフェノラートCr(III) 錯体を新規に合成し、その電子移動特性並びに集積化に関して検討した。Cr錯体は酸化側に一段階の可逆なレドックス対を示し、その電子移動過程は分光電気化学測定により配位子中心の一電子移動過程であることが混合原子価間電荷移動吸収帯の出現により明らかとなった。mp配位子の可逆な電子移動はこれまでに報告例がなく、本系が初めてそれを明らかにした。更に錯体配位子能を検討し、Co(II/III) イオンをSサイトで選択的に捕捉し三核錯体を形成すること、また、KイオンをO/Sサイト非選択的に捕捉することにより二次元ハニカム型シート構造を形成することが明らかとなった。サイト選択性的捕捉に加え、非選択性により高次の集積体を構築することが初めて明らかとなった

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Interactions Between the Trianionic Ligand-centred Redox-active Metalloligand [CrIII(perfluorocatecholato)3]3- and Guest Metal Ions2015

    • 著者名/発表者名
      M. Wakizaka, T. Matsumoto, A. Kobayashi, M. Kato, H.-C. Chang
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 44 号: 32 ページ: 14304-14314

    • DOI

      10.1039/c5dt01963j

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Photochemical Dehydrogenation of Methanol Catalyzed by Bis-(2-aminophenolato) Fe(II) Complex at Room Temperature2016

    • 著者名/発表者名
      M. Wakizaka, R. Tanaka, A. Usui, A. Kobayashi, M. Kato, T. Matsumoto, H.-C. Chang
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The design of molecule-based assemblies having multi-electron transfer activity based on redox-active metalloligands2015

    • 著者名/発表者名
      M. Wakizaka, A. Kobayashi, M. Kato, T. Matsumoto, H.-C. Chang,
    • 学会等名
      錯体化学第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電子吸引基を有するレドックス活性錯体配位子を活用した電気化学的酸化反応2014

    • 著者名/発表者名
      脇坂聖憲, 小林厚志, 加藤昌子, 松本剛, 張浩徹
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学 東広島キャンパス(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電子吸引基を修飾したレドックス活性錯体配位子を用いた多電子酸化反応の探索2014

    • 著者名/発表者名
      脇坂聖憲, 小林厚志, 加藤昌子, 松本剛, 張浩徹
    • 学会等名
      錯体化学第64回討論会
    • 発表場所
      中央大学 後楽園キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Binding of Metal Ions by Metalloligands with Redox-active Metal and Ligands2014

    • 著者名/発表者名
      M. Wakizaka, T. Matsumoto, A. Kobayashi, H. C. Chang, M. Kato
    • 学会等名
      41th International Conference on Coordination Chemistry
    • 発表場所
      Suntec Convention Center (シンガポール・シンガポール)
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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