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プロトン共役多電子移動反応を触媒するポリオキソメタレートの開発原理の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K05274
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

枝 和男  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (00193996)

研究分担者 中嶋 隆人  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, チームリーダー (10312993)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードポリオキソメタレート / 多電子移動反応 / プロトン共役電子移動反応 / 生成反応 / 量子化学計算 / ケギン型ポリオキソメタレート
研究成果の概要

プロトン移動と共役した多電子移動反応を仲介・促進する新たなケギン型あるいはその拡張型POMを開発する理論的な設計指針を構築することを目的として,第一原理計算により,ケギン型POM形成反応の主要な要素反応 ①dioxo型XW6六員環形成反応,②monooxo型XW6六員環への骨格組換反応,③3量体POM(キャップ部構造)付加反応の最小エネルギー経路とそれらに及ぼす,ヘテロ原子Xや溶媒の誘電率の影響を調べた。そして,ケギン型POM形成に関わる要素反応の制御指針の詳細を明らかすることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究計画で行われた研究は,プロトン移動と共役した多電子移動反応を仲介・促進する新たなケギン型あるいはその拡張型POMを開発する理論的な設計指針を与えるもので,持続可能なエネルギー社会を実現する技術を開発する上で重要である。そして,そればかりではなく,第一原理計算に基づいてPOM形成反応の全容を明らかにする,このような研究はこれまで行われたことはないため,今後様々なPOMの生成反応について同様の解析が行われ,データ蓄積が進めば,新規のPOM合成法の開発のための有効な支援に繋がることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] DFT Study of α-Keggin-type Iso-polyoxotungstate Anions [HnW12O40](8-n)- (n =1-4): Can [H4W12O40]4- Exist?2021

    • 著者名/発表者名
      Eda Kazuo、Akune Masahiko、Yasuma Chie、Hotta Hiroki、Osakai Toshiyuki、Nakajima Takahito
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 号: 20 ページ: 15336-15342

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.1c01962

    • NAID

      120007177528

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conversion Reaction of Polyoxometalates from Anderson Structure to Keggin Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Teruyoshi Yamakawa, Kazuo Eda, Toshiyuki Osakai, Takahito Nakajima
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      巻: 18 号: 5 ページ: 257-258

    • DOI

      10.2477/jccj.2019-0039

    • NAID

      130007830254

    • ISSN
      1347-1767, 1347-3824
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Keggin型ポリオキソメタレートの合成経路に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      石上 快, 大堺利行, 中嶋隆人, 枝 和男
    • 学会等名
      第67回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ケギン型ポリオキソタングステート([XW12O40]n-8)の形成反応の研究2021

    • 著者名/発表者名
      阿久根 昌彦, 枝 和男, 大堺 利行, 中嶋隆人
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2021年秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ケギン型ポリオキソメタレート ([XW12O40]n-) の形成反応経路に及ぼす溶媒の誘電率およびヘテロ原子の影響2021

    • 著者名/発表者名
      阿久根 昌彦,枝 和男,大堺 利行,中嶋 隆人
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ケギン型ポリタングステン酸イオンにおける多電子移動発現機構の研究2019

    • 著者名/発表者名
      枝 和男,髙﨑亜希, 大堺利行, 中嶋隆人
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2019秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Anderson型POMからKeggin型POMへの転換反応の研究2019

    • 著者名/発表者名
      山川皓由, 枝和男, 大堺利行, 中嶋隆人
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2019秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ケギン型ポリタングステン酸イオンにおける多段階電子移動の量子化学的研究2018

    • 著者名/発表者名
      髙﨑亜希,枝 和男,大堺利行,中嶋隆人
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ケギン型ポリタングステン酸イオンの電気化学的研究5:仮想原子を用いた量子化学計算による検討2018

    • 著者名/発表者名
      髙﨑亜希,枝 和男,大堺利行,中嶋隆人
    • 学会等名
      第64回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ケギン型ポリオキソメタレートイオンの骨格形成反応の研究2018

    • 著者名/発表者名
      山川皓由、高崎亜希、枝和男、大堺利行、中嶋隆人
    • 学会等名
      第64回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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