新しい人工光合成系創成を指向した金属錯体の位置選択的集積

• 研究課題/領域番号: 18K14237
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分34010:無機・錯体化学関連
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 脇坂 聖憲 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (00786840)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2018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: デンドリマー錯体 / デンドリマー / 前周期金属 / 集積 / 金属錯体

研究成果の概要

本研究は、第四世代型フェニルアゾメチンデンドリマーに前周期4d/5d金属塩 (Zr(IV), Nb(V), Mo(V), Hf(IV), Ta(V), W(VI)) を階層的当量集積することに初めて成功した。デンドリマーのイミンと金属イオンの相互作用はルイス酸性度に相関し、補助配位子として導入したピリジンや3-クロロピリジン等の塩基性配位子が金属イオン上のルイス酸性を抑制することにより多座配位を抑えられることが分かった。更に、四種の前周期金属 (Ta(V), Nb(V), Mo(V), Zr(IV)) を規定された組成比で含むナノ集積体を初めて合成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

二酸化炭素排出量の削減は国際的に非常に重大な差し迫ったテーマである。また、我が国は化石燃料を海外からの輸入に強く依存しているため、限られた炭素資源の有効活用も考えなければいけない。これらの問題を同時に解決するのが人工光合成や二酸化炭素固定と呼ばれる技術である。本研究はデンドリマー内に複数の前周期4d/5d金属を集積することに初めて成功した。特に、二酸化炭素活性化サイトとして、柔軟なレドックス特性を示したモリブデンが有望であることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Composition-defined Bimetallic Mo-Pt Sub-nanosized Particles (2020)
  • 著者名/発表者名: Wakizaka Masanori、Muramatsu Hisanori、Imaoka Takane、Yamamoto Kimihisa
  • 雑誌名: European Journal of Inorganic Chemistry 巻: - 号: 18 ページ: 1759-1762
  • DOI: 10.1002/ejic.202000055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Composition-defined nanosized assemblies that contain heterometallic early 4d/5d-transition-metals (2019)
  • 著者名/発表者名: Wakizaka Masanori、Imaoka Takane、Yamamoto Kimihisa
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 48 号: 38 ページ: 14261-14268
  • DOI: 10.1039/c9dt03094h
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 精密集積によるMoクラスターの合成と特異的構造 (2020)
  • 著者名/発表者名: 脇坂 聖憲・今岡 享稔・山元 公寿
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] Composition-defined Nanoassemblies that Contain Heterometallic Early 4d/5d-Transition-Metals (2018)
  • 著者名/発表者名: Masanori Wakizaka, Takane Imaoka, Kimihisa Yamamoto
  • 学会等名: 43th International Conference on Coordination Chemistry
  • 国際学会