低原子価金属オキソ錯体を鍵活性種とする酸素分子の活性化

• 研究課題/領域番号: 15K05462
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 倉橋 拓也 分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 助教 (90353432)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 酸素分子の活性化 / 空気酸化 / 酸化還元電位 / 電子移動 / アニオンラジカル / サレンマンガン錯体 / ジオキソ架橋２核マンガン錯体 / サレン / マンガン / 二相反応 / ファインバブル / 光反応 / 酸素分子活性化 / 蛍光特性 / サレン錯体

研究成果の概要

一般的に酸化触媒反応は、酸化を受ける基質と同じ量の化学酸化剤を必要とする。化学酸化剤を使用すると望ましくない副生成物を生じることになるので、コストや環境負荷の観点から大きな問題があった。本研究では、安価に入手可能なアルカリ水溶液との接触をトリガーとする新規の空気酸化反応スキームを考案して、その学理構築を試みた。マンガン３価錯体がアルカリ水溶液との反応で還元力の強い化学種を生成して、酸素分子の活性化を進行させることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Drastic Redox Shift and Electronic Structural Changes of a Manganese(III)-Salen Oxidation Catalyst upon Reaction with Hydroxide and Cyanide Ion (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurahashi Takuya
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 57 号: 3 ページ: 1066-1078
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.7b02474
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reverse Catalase Reaction: Dioxygen Activation via Two-Electron Transfer from Hydroxide to Dioxygen Mediated By a Manganese(III) Salen Complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kurahashi
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 54 号: 17 ページ: 8356-8366
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b01025
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Rational Molecular Design of a Photoactive Salen Ligand (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kurahashi
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市（慶應義塾大学）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Tautomerization of a Salen Ligand as a Key Factor for Enhanced Fluorescence Emission Efficiency (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kurahashi
  • 学会等名: 錯体化学会第６７回討論会
• [学会発表] 光触媒開発を目的とした光感応性サレン配位子の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 倉橋拓也
  • 学会等名: 第５０回酸化反応討論会
• [学会発表] Anion Radical Character of a Six-Coordinate Manganese(III) Salen Complex: Implications for the Spectroscopy and Electronic Structure of Manganese Superoxide Dismutase (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kurahashi
  • 学会等名: 錯体化学会第66回討論会
  • 発表場所: 福岡県福岡市（福岡大学）
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] Dioxygen Activation via Two-Electron Transfer from Hydroxide to Dioxygen Mediated by a Manganese(III) Salen Complex (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kurahashi
  • 学会等名: 42th International Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Brest, France (Le Quartz congres)
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] High-valent manganese and cobalt complexes with redox-active salen ligands related to asymmetric catalysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kurahashi
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: 米国ハワイ州（ヒルトンハワイアンビレッジ）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 水酸化物イオンとの反応で生成するマンガン化学種と酸素分子の活性化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 倉橋 拓也
  • 学会等名: 第４８回酸化反応討論会
  • 発表場所: 京都府京都市（同志社大学）
  • 年月日: 2015-10-23
• [学会発表] Unique Spectroscopic and Redox Properties of a Manganese(III)-Hydroxide Complex with a Salen Ligand (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kurahashi
  • 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: 2015-09-21
• [学会発表] Hydroxide-Promoted Dioxygen Activation by a Manganese(III) Salen Complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kurahashi
  • 学会等名: Metals in Biology in Wako
  • 発表場所: 埼玉県和光市（理研）
  • 年月日: 2015-06-16
  • 国際学会
• [図書] "Unique Electronic and Stereochemical Properties of Salen Complexes" in "Conjugated Objects: Developments, Synthesis, and Applications" (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kurahashi
  • 総ページ数: 21
  • 出版者: Pan Stanford Publishing Pte. Ltd.