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二核錯体上での亜硝酸イオン還元サイクルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05813
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
研究機関長崎大学

研究代表者

有川 康弘  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30346936)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード亜硝酸イオン / 還元サイクル / ニトリド / アンモニア / 金属酵素 / 二核錯体 / ピラゾリルボラト / ルテニウム / 配位子交換反応 / アセトニトリル / イソチオシアネート / 一酸化窒素 / 合成化学 / 還元反応
研究成果の概要

7つのプロトンおよび6電子により、亜硝酸イオン(NO2-)をアンモニアへと変換する亜硝酸イオン還元サイクル(NO2- + 7 H+ + 6 e- -> NH3 + 2 H2O)を、二核ルテニウム錯体を用いて段階的に達成した。これは、自然界に存在する亜硝酸還元酵素の機能を再現したことになる。
この還元サイクルにおいて最も注目すべきは、屈曲型ニトリド配位子を有する二核ルテニウム錯体を単離したことである。この錯体の配位子置換反応も調査した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

微生物による自然界での窒素循環サイクルでは、空気中にほぼ無尽蔵に存在する窒素分子が形を変えて循環しており、アミノ酸等に含まれる窒素原子の究極的な原料は空気中の窒素分子であるため、生物にとって必須のサイクルである。このサイクルの中に亜硝酸還元酵素が含まれており、亜硝酸イオンをアンモニアまで還元している。これは、富栄養化の軽減などに関連しており、非常に重要な反応である。この反応を、人工的に金属錯体を使って再現した。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Arrangement of a NO ligand and the neighboring sulfur-containing species on a dinuclear ruthenium complex by ligand substitution and linkage isomerism of a dimethyl sulfoxide ligand2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Arikawa, Yuji Otsubo, Tomofumi Nakayama, Naoto Mitsuda, Shinnosuke Horiuchi, Eri Sakuda, Keisuke Umakoshi
    • 雑誌名

      Inorganica Chimica Acta

      巻: 490 ページ: 45-50

    • DOI

      10.1016/j.ica.2019.02.036

    • NAID

      120006987773

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthetic NO reduction cycle on a bis(pyrazolato)-bridged dinuclear ruthenium complex including photo-induced transformation2018

    • 著者名/発表者名
      Arikawa Yasuhiro、Hiura Junko、Tsuchii Chika、Kodama Mika、Matsumoto Naoki、Umakoshi Keisuke
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 印刷中 号: 22 ページ: 7399-7401

    • DOI

      10.1039/c8dt01208c

    • NAID

      120006987972

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrite Reduction Cycle on a Dinuclear Ruthenium Complex Producing Ammonia2018

    • 著者名/発表者名
      Arikawa Yasuhiro、Otsubo Yuji、Fujino Hiroki、Horiuchi Shinnosuke、Sakuda Eri、Umakoshi Keisuke
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 2 ページ: 842-847

    • DOI

      10.1021/jacs.7b12020

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 硫黄の酸化物およびオキソアニオンが架橋した二核ルテニウム錯体の合成および反応性2020

    • 著者名/発表者名
      吉田 研志良・辻田 佑介・有川 康弘・堀内 新之介・作田 絵里・馬越 啓介
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthetic Nitrite Reduction Cycle on a Ruthenium Complex Producing Ammonia2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Arikawa
    • 学会等名
      The 24th Joint Seminar of the Kyushu Branch of the CSJ and the Busan Branch of KCS
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical Study on a Mechanism of Nitrite Reduction on a Diruthenium Platform2019

    • 著者名/発表者名
      Akihito Egi, Kei Ikeda, Hiromasa Tanaka, Yoshihito Shiota,Yasuhiro Arikawa, Kazunari Yoshizawa
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (ISABC15)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Study on a Mechanism of Nitrite Reduction on a Diruthenium Platform2019

    • 著者名/発表者名
      Akihito Egi, Kei Ikeda, Hiromasa Tanaka, Yoshihito Shiota,Yasuhiro Arikawa, Kazunari Yoshizawa
    • 学会等名
      66th Symposium on Organometallic Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] インターカルコゲン化合物が架橋した二核ルテニウム錯体の合成および反応性2019

    • 著者名/発表者名
      辻田 佑介, 長岡 拓弥, 竹本 頌子, 有川 康弘, 堀内 新之介, 作田 絵里, 馬越 啓介
    • 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] 二核ルテニウム錯体を用いた亜硝酸イオン還元サイクル2019

    • 著者名/発表者名
      有川 康弘
    • 学会等名
      九州錯体化学懇談会50周年記念シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カルコゲン間化合物が架橋した二核ルテニウム錯体の合成および反応性2019

    • 著者名/発表者名
      辻田 佑介・長岡 拓弥・竹本 頌子・有川 康弘・堀内 新之介・作田 絵里・馬越 啓介
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical Study on the Reduction of Nitrite to Ammonia on a Diruthenium Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Akihito Egi, Kei Ikeda, Hiromasa Tanaka, Yoshihito Shiota,Yasuhiro Arikawa, Kazunari Yoshizawa
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation and Reactivities of a cis-1,2 End-On Sulfur Monoxido Bridged Dinuclear Ruthenium Complex2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Arikawa, T. Nagaoka, N. Takemoto, S. Horiuchi, E. Sakuda, and K. Umakoshi
    • 学会等名
      65th Symposium on Organometallic Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 二核ルテニウム錯体を用いた亜硝酸還元の理論的研究2018

    • 著者名/発表者名
      江木晃人,池田京,田中宏昌,塩田淑仁,有川康弘,吉澤一成
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会2018福岡
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthetic Nitrite Reduction Cycle on a Dinuclear Ruthenium Complex Producing Ammonia2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Arikawa, Y. Otsubo, H. Fujino, S. Horiuchi, E. Sakuda, K. Umakoshi
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitrite Reduction to Ammonia on a Dinuclear Ruthenium Complex2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Arikawa, Yuji Otsubo, Hiroki Fujino, Shinnosuke Horiuchi, Eri Sakuda, Keisuke Umakoshi
    • 学会等名
      IRCCS-JST CREST Joint Symposium “Chemical sciences facing difficult challenges"
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tp配位子を有する二核ルテニウム錯体上での亜硝酸イオン還元サイクルの研究2018

    • 著者名/発表者名
      中山智文、藤野大貴、有川康弘、堀内新之介、作田絵里、馬越啓介
    • 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] Formation of Ammonia by Reduction of Nitrito on a Dinuclear Ruthenium Complex2017

    • 著者名/発表者名
      有川康弘、藤野大貴、大坪裕司、堀内新之介、作田絵里、馬越啓介
    • 学会等名
      第64回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二核ルテニウム錯体上での亜硝酸イオンからアンモニアへの還元2017

    • 著者名/発表者名
      藤野大貴、中山智文、大坪裕司、有川康弘、堀内新之介、作田絵里、馬越啓介
    • 学会等名
      錯体化学第67回討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 長崎大学大学院工学研究科 化学・物質工学コース 錯体化学研究室

    • URL

      http://www.cms.nagasaki-u.ac.jp/lab/sakutai/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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