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電気エネルギー貯蔵のための二酸化炭素の多電子還元反応

研究課題

研究課題/領域番号 18205009
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
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

田中 晃二  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 教授 (00029274)

研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2008年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2007年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2006年度: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円)
キーワード光化学的多電子還元反応 / 燃料雷池 / NAD / NADHモデル / 再生可能な有機ヒドリド試薬 / 不均化反応 / 立体特異的還元反応 / 光化学的4電子還元反応 / 光化学的6電子還元反応 / 再生可能有機ヒドリド試薬 / 光化学的2電子還元反応 / 電気化学的還元
研究概要

再生可能な有機ヒドリド試薬として、2個のプロトンと2電子の酸化還元反応が可能な2-(2-ジピリジル)ペンゾ[b]-1,5-ナフチリジン(pbn)配位子を有する[Ru(bpy)_<3-n>(pbn)_n]^<2+>(n=1,2,3)を合成した。[Ru(bpy)_2(pbn)]^<2+>では1光子の吸収でpbn配位子の2電子酸化還元反応が(pbn+2e^-+2H+〓pbnHH)を受けることが可能な錯体である。さらに、pbn配位子を複数個持つ[Ru(bpy)(pbn)]^<2+>と[Ru(pbn)_3]^<2+>の可視光照射では、上記反応が2回あるいは3回繰り返されて光化学的4電子、6電子還元反応が起こる。また重水中で光化学的2電子還元反応を行うと、立体特異的にC-H結合が生成することから、光化学的2電子還元反応は、分子間で特異的なπ-π付加体経由で進行することが示された。事実、1電子還元体の2量体形成が出来ないようにbpy配位子に置換基を導入した錯体を用いて、同一の条件で光化学的還元反応を行うと、1電子還元反応しか進行しなくなった。以上の結果は、これまで困難と信じられてきた光化学的多電子還元反応を進行させるための基本概念を与える研究成果であると思われる。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Water Oxidation by a Ruthenium Complex with Non-Innocent Quinone Ligands:Possible Formation of an O-O Bond at a Low Oxidation State of the Metal2008

    • 著者名/発表者名
      J. Muckerman, D. Polyansky, T. Wada, K. Tanaka, E. Fujita
    • 雑誌名

      Inorg.Chem., 47

      ページ: 1787-1802

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of Hydride Donor Generation Using a Ru(II)Complex Containing an NAD^+Model Ligand:Pulse and Steady-State Radiolysis Studies2008

    • 著者名/発表者名
      D. Polyansky, D. Cabelli, J. T. Muckerman, T. Fukushima, K. Tanaka, E. Fujita
    • 雑誌名

      Inorg..Chem., 47

      ページ: 3958-3968

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anion-dependent selective formation of intermolecular non-covalent bonds2007

    • 著者名/発表者名
      K. Tsutsui, T. Koizumi, K. Tanaka, H. Hayashi
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 829

      ページ: 168-175

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Ru(II)-Semiquinone-Anilino Radical through Deprotonation of Ru(III)-Semiquinone-Anilida Complex2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyazato, T. Wada, J. T. Muckerman, E. Fujita, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Angew.Chem., Int.Ed. 46

      ページ: 5728-5730

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium(II)complexes bearing the terpyridine-type tridentate lieand with benzo[b]-1,5-naphthyridin-2-yl groups2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tannai, T. Koizumi, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Inorg.Chim.Acta 360

      ページ: 3075-3082

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarkable Functions of Long-Chain Alkyl Groups in Halogen-Bridged Nickel(III)Nanowire Complexes2007

    • 著者名/発表者名
      H. Ohtsu, S. Takaishi, K. Imamura, A. Ishii, K. Tanaka, M. Hasegawa, M. Yamashita
    • 雑誌名

      Eur.J.Inorg.Chem.

      ページ: 4425-4428

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regioselective arene hydroxylation mediated by a(mu-peroxo)diiron(III)complex:a functional model for toluene monooxygenase2007

    • 著者名/発表者名
      M. Yamashita, H. Furutachi, T. Tosha, S. Fujinami, W. Saito, Y. Maeda, K. Tanaka, T. Kitagawa, M. Suzuki
    • 雑誌名

      J.Am Chem.Soc 129

      ページ: 2-3

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electro-and photochemical behavior of ruthenium(II)complex bearing two redox sites aiming for NAD^+/NADA redox couple2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tannai, T. Koizumi, T. Wada, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Angew.Chem., Int.Ed. 46

      ページ: 7112-7115

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical and Radiolytic Production of an Organic Hydride Donor with a Ru^<II> Complex Containing an NAD^+Model Ligand2007

    • 著者名/発表者名
      D. Polyansky, D. Cabelli, J. T. Muckerman, E. Fujita, T. Koizumi, T. Fukushima, T. Wada, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Angew.Chem., Int.Ed. 46

      ページ: 4169-4172

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regioselective arene hydroxylation mediated by a (mu-peroxo) diiron (III) complex : a functional model for toluene monooxygenase.2007

    • 著者名/発表者名
      M.Yamashita, H.Furutachi, T.Tosha, S.Fujinami, W.Saito, Y.Maeda, K.Takahashi, K.Tanaka, M.Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society 129

      ページ: 2-3

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel platinum-ruthenium dinuclear complex bridged by 2-aminoethanethiol2006

    • 著者名/発表者名
      R.Okamura, T.Wada, K.Tanaka
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 79

      ページ: 1535-1540

    • NAID

      10020528102

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Redox behavior and catalytic oxidation reactions of alcohols by a new ruthenium(III)-dioxolene-amine complex of bis(2-pyridylmethyl)-2-aminoethylamine2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Miyazato, T.Wada, K.Tanaka
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 79

      ページ: 745-747

    • NAID

      10017498854

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental and theoretical evaluation of the charge distribution over the ruthenium and dioxolene framework of 〔RU(OAc)(dioxolene)(terpy)〕 (terpy = 2,2' : 6',2"-terpyridine)depending on the substituents2006

    • 著者名/発表者名
      T.Wada, M.Yamanaka, T.Fujihara, Y.Miyazato, K.Tanaka
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 45

      ページ: 8887-8894

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Sequential reaction intermediates in aliphatic C-H bond functionalization initiated by a bis (mu-oxo) dinickel(III)complex.2006

    • 著者名/発表者名
      J.Cho, H.Furutachi, S.Fujinami, T.Tosha, H.Ohtsu, O.Ikeda, A.Suzuki, M.Nomura, T.Uruga, H.Tanida, T.Kawai, K.Tanaka, M.Suzuki
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 45

      ページ: 2873-85

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photochemical and Radiolytic Production of an Organic Hydride Donor with a RU^II Complex Containing an NAD+ Model Ligand

    • 著者名/発表者名
      D.Polyansky, D.Cabelli, J.Muckerman, E.Fujita, T.Fukushima, T.Wada, K.Tanaka
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition (In Press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Reversible Conversion between Chemical and Electrical Energies Catalyzed by Ru Complexes Aimed to Construct Sustainable Society2008

    • 著者名/発表者名
      田中晃二
    • 学会等名
      235^<th> ACS National Meeting
    • 発表場所
      アメリカ合衆国ニューオーリンズ州
    • 年月日
      2008-04-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Photochemical and Electrochemical Behavior of Ruthenium(II)Complexes having the Function of Biological NAD^+/NADH Redox couple2007

    • 著者名/発表者名
      Koji Tanaka
    • 学会等名
      The First Asian Conference of Coordination Chemistry
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2007-08-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Generation of Ru-Oxyl and-aminyl Radical Complexes Aimed at Energy Converter from Chemical energy to Electrical One2007

    • 著者名/発表者名
      Koji Tanaka
    • 学会等名
      Japan-US Joint Symposiumon Chemistry of Coordination Space
    • 発表場所
      シカゴ大学(米国)
    • 年月日
      2007-06-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] チャンピオンレコードをもつ金属錯体最前線2006

    • 著者名/発表者名
      山下正廣, 北川 進編 田中晃二(分担)
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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