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多欠損型ポリオキソメタレートを基盤とした多核金属活性点の構築と触媒特性の制御

研究課題

研究課題/領域番号 15J09840
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
研究機関東京大学

研究代表者

湊 拓生  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードポリオキソメタレート / 異種金属多核構造 / 磁気特性 / アルコキサイド / 有機ー無機ハイブリッド構造 / 巨大構造 / マンガン / リング状構造 / 再構築
研究実績の概要

本研究では、原子レベルで設計した多欠損型ポリオキソメタレート(POM)の欠損部位へ金属イオンを導入することにより金属多核構造を構築し、特異な触媒特性や磁気特性を有する分子を設計・合成することを目的としている。
異種金属多核構造の磁気特性と構造の関係性を解明することは、分子磁性体の合理的な設計をするうえで必要不可欠である。しかし、異種金属多核構造の系統的な合成は困難であるため、簡便で効率的な合成手法の開発が強く望まれている。有機溶媒に可溶な三欠損型POM TBA4H6[SiW9O34] (SiW9)への逐次的な金属導入により、異種金属多核構造を有するPOMの選択的な合成に成功した。反磁性金属を{CrMn4}に導入することにより、{CrMn4}多核構造を保持しながら金属間距離や角度が異なる構造{CrMn4}Ag2、{CrMn4}Lu2、{CrMn4}Lu2Ag2をそれぞれ合成することに成功し、Cr-O-Mnの結合角とCr-Mn間の交換相互作用に比例関係が存在することを明らかにした。また、プラットフォームを用いて異種金属多核構造の合成自動化を行うことにも成功した。
さらに、SiW9の欠損部位は一級アルコールと容易に反応しアルコキサイドを形成することを見出した。多価アルコールと反応させることにより新規な有機―無機ハイブリッド構造を構築することも可能であった。ヘテロ原子をSiからGeとした新規三欠損型POMを合成することにも成功し、両者の欠損部位構造の違いを活かし、六配位Fe3+の単分子磁石特性を制御することにも成功した。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] University of Glasgow/School of Chemistry/Cronin Laboratory(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] A modular synthesis approach to multinuclear heterometallic oxo clusters in polyoxometalates2017

    • 著者名/発表者名
      T. Minato, K. Suzuki, Y. Ohata, K. Yamaguchi, N. Mizuno
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 54 ページ: 7533-7536

    • DOI

      10.1039/c7cc04072e

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alkoxides of Trivacant Lacunary Polyoxometalates2017

    • 著者名/発表者名
      T. Minato, K. Suzuki, K. Yamaguchi, N. Mizuno
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 23 号: 57 ページ: 14213-14220

    • DOI

      10.1002/chem.201702883

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Disassembly/Reassembly of Giant Ring-Shaped Polyoxotungstate Oligomers2016

    • 著者名/発表者名
      Takuo Minato, Kosuke Suzuki, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 55 号: 33 ページ: 9630-9633

    • DOI

      10.1002/anie.201604094

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hexanuclear Tin(II) and Mixed Valence Tin(II,IV) Oxide Clusters within Polyoxometalates2016

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuki, Takumi Hanaya, Rinta Sato, Takuo Minato, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • 雑誌名

      Chemical Communication

      巻: 52 号: 70 ページ: 10688-10691

    • DOI

      10.1039/c6cc05284c

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential Synthesis of 3d-3d’-4f Heterometallic Heptanuclear Clusters in between Lacunary Polyoxometalates2016

    • 著者名/発表者名
      Rinta Sato, Kosuke Suzuki, Takuo Minato, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 55

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 欠損型ポリオキソメタレートを用いた異種金属五核構造の逐次合成と単分子磁石特性2016

    • 著者名/発表者名
      湊 拓生
    • 雑誌名

      Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry

      巻: 67

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] A Cascade Approach to Hetero-Pentanuclear Manganese-Oxide Clusters in Polyoxometalates and Their Single-Molecule Magnet Properties2015

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuki, Rinta Sato, Takuo Minato, Masahiro Shinoe, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • 雑誌名

      Dalton Transaction

      巻: 44 号: 32 ページ: 14220-14226

    • DOI

      10.1039/c5dt01363a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Trivacant Lacunary Polyoxometalate Alkoxides2018

    • 著者名/発表者名
      T. Minato
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sequential Synthesis of Heterometallic Nonanuclear Clusters by Utilizing Lacunary Polyoxometalates2017

    • 著者名/発表者名
      Takuo Minato, Yusuke Ohata, Rinta Sato, Kosuke Suzuki, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • 学会等名
      The 97th Chemical Society of Japan Annual Meeting
    • 発表場所
      慶應大学 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Syntheses of Alkoxides of Trivacant Lacunary Keggin-Type Polyoxometalates2017

    • 著者名/発表者名
      T. Minato
    • 学会等名
      The 67th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Syntheses and Single-Molecule Magnet Properties of Hetero-Multinuclear Manganese-Oxide Clusters Possessing Large Spin Ground State2016

    • 著者名/発表者名
      Takuo Minato, Yusuke Ohata, Kosuke Suzuki, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • 学会等名
      The 66th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
    • 発表場所
      福岡大学 (福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Rearrangement of Ring-Shaped Manganese-Substituted Phosphotungstates2016

    • 著者名/発表者名
      Takuo Minato, Kosuke Suzuki, Kazuya Yamaguchi, Noritaka Mizuno
    • 学会等名
      The 42nd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC)
    • 発表場所
      Le Quartz congres (Brest, France)
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リング状Mn置換ホスホタングステートの合成とアニオン構造の再構築2016

    • 著者名/発表者名
      湊 拓生
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      京都府京田辺市同志社大学
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Inorganic anionic cage [a-Si2W18O62]8- with reversible proton capturing inside the aperture via intramolecular hydrogen bonds2015

    • 著者名/発表者名
      Takuo Minato
    • 学会等名
      環太平洋国際化学会議PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      アメリカハワイ州ハワイコンベンションセンター
    • 年月日
      2015-12-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 欠損型ポリオキソメタレートを用いた異種金属五核構造の逐次合成と単分子磁石特性2015

    • 著者名/発表者名
      湊 拓生
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良県奈良市奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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