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高原子価金属錯体による窒素分子の活性化とアンモニア合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05734
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
研究機関愛知工業大学

研究代表者

梶田 裕二  愛知工業大学, 工学部, 准教授 (60397495)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード窒素固定 / 窒素錯体 / 窒素活性化 / バナジウム / クロム / 二核錯体 / 金属錯体 / 高原子価 / トリアミドアミン / 生体機能利用 / モデル化 / アンモニア
研究成果の概要

本研究では、tren (tris(2-aminoethyl)amine)を基本骨格とし、バナジウム(III)イオンまたはクロム(III)イオンを中心金属とした窒素錯体の合成に成功した。また、N-N結合の切断によるニトリド錯体の合成には至らなかったものの、錯体の酸化還元反応中に起こる不可逆分解が起こりにくいほどアンモニア収率が良いことを明らかにし、アンモニアの収率を約350%まで向上させることに成功した。さらに、クロム錯体では各種還元剤と反応させると、金属と窒素配位子との結合が優先的に切断されることも明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、高原子価窒素錯体の合成に成功したことは、窒素錯体の前駆体に高いポテンシャルを与えなくても遷移金属錯体上で窒素を活性化させることが可能であることを示している。このことは人工窒素固定法では必ずしも高温高圧を必要としないことを示しており、学術的意義は大変高い。また、窒素錯体を還元剤と反応させることによって、窒素配位子と中心金属の結合を優先的に切断できることは、窒素の選択的回収や除去に利用することができ、社会的意義も大きい。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Efficient Electronic Structure to Stabilize N2‐Bridged Dinuclear Complexes Intended for N2 Activation: Iminophosphorane Iron(I) and Cobalt(I)2020

    • 著者名/発表者名
      Yuko Wasada-Tsutsui, Hiroaki Wasada, Tatsuya Suzuki, Akira Katayama, Yuji Kajita, Tomohiko Inomata, Tomohiro Ozawa, and Hideki Masuda
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 15-16 号: 15-16 ページ: 1411-1417

    • DOI

      10.1002/ejic.201901131

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Syntheses, characterizations, and crystal Structures of dinitrogen-divanadium complexes bearing triamidoamine ligands.2020

    • 著者名/発表者名
      Kokubo, Y., Wasada-Tsutsui, Y., Yomura, S., Yanagisawa, S., Kubo, M., Kugimiya, S., Kajita, Y., Ozawa, T., Masuda, H.
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 2020 号: 15-16 ページ: 1456-1464

    • DOI

      10.1002/ejic.201901123

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dinitrogen Fixation by Vanadium Complexes with a Triamidoamine Ligand2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kokubo, C. Yamamoto, K. Tsuzuki, T. Nagai, A. Katayama, T. Ohta, T. Ogura, Y. Wasada-Tsutsui, Y. Kajita, S. Kugimiya, H. Masuda
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 19 ページ: 11884-11894

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b00982

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] トリアミドアミン配位子を用いた二核クロム(III)窒素錯体の合成と構造2020

    • 著者名/発表者名
      小久保佳亮、梶田裕二
    • 学会等名
      本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] トリアミドアミン配位子を有するクロム-窒素錯体の合成と構造2019

    • 著者名/発表者名
      山本千晶、梶田裕二
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電子的特性の異なる置換基を有するトリアミドアミン配位子を用いた窒素錯体の合成と反応性2019

    • 著者名/発表者名
      小久保佳亮、梶田裕二
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] he Structures of Divanadium Dinitrogen Complexes Having a Triamidoamine2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kokubo, Kazuki Tsuzuki, Yuji Kajita
    • 学会等名
      第29回 金属の関与する生体関連反応シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The Reactivity of Divanadium Dinitrogen Complexes having Triamidoamine Ligand2019

    • 著者名/発表者名
      小久保佳亮、梶田裕二
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Syntheses and Crystal Structures of Divanadium Dinitrogen Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kokubo, Kazuki Tsuzuki, Yuji Kajita
    • 学会等名
      ICCC2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トリアミドアミンと架橋窒素を配位子とする二核バナジウム錯体の結晶構造と電子的性質2018

    • 著者名/発表者名
      小久保佳亮、都築和貴、梶田裕二
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二核バナジウム-窒素錯体における架橋窒素のプロトン化2017

    • 著者名/発表者名
      都築和貴、梶田裕二
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 窒素活性化を目的としたトリアミドアミン配位子を有するバナジウム錯体の合成2017

    • 著者名/発表者名
      都築和貴、梶田裕二
    • 学会等名
      錯体化学会第67回討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二核バナジウム-窒素錯体における窒素活性化挙動2016

    • 著者名/発表者名
      都築和貴、梶田裕二
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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