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N-ヘテロサイクリックカルベンで修飾された新規金ナノクラスターの創製

研究課題

研究課題/領域番号 19F19741
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

CRUDDEN Cathleen  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 客員教授 (10721029)

研究分担者 OSTEN KIMBERLY  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-07-24 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードNano Materials / Nanocluster / N-Heterocyclic Carbene / Gold
研究開始時の研究の概要

We were prompted to investigate the effects of introducing NHCs as stabilizing ligands on gold nanoclusters, with the goal of utilizing them for interesting catalytic applications. To generate nanoclusters with catalytic activity, we will attempt the removal of ligands by various ligand-abstracting agents. After conducting the above tests on cluster activation by ligand removal, we will move on to testing their activity for C-H oxidation catalysis, with a focus on establishing trends in activity and selectivity towards the oxidation of different substrates based on cluster size and charge.

研究実績の概要

More recently, we have been working to expand the use of NHCs to the stabilization of gold nanoclusters. Following our initial report on the synthesis and isolation of [Au13(NHC)9Cl3]Cl2 clusters, we improved the isolation and purification procedures further in order to apply these clusters as catalysts in various reactions.
And structures of clusters was confirmed by X-ray crystallographic analysis. After developing optimized procedures for the synthesis and purification of these clusters, we sought to test their activity in oxidation catalysis, along with our previously isolated NHC-phosphine ligated clusters. Towards this end we chose two model reactions, benzyl alcohol oxidation and photocatalytic benzyl amine oxidation as test cases. Benzyl alcohol oxidation using mixed phosphine/NHC Au13 clusters proceeds with moderate turnover frequency (average 7 h-1), producing benzaldehyde with high selectivity (average 95%). Due to the low stability of these clusters under catalytic conditions, we are currently investigating increasing their stability via solid supports and/or ligand modifications. We plan to also investigate other novel catalytic reactions using our family of NHC-functionalized gold nanoclusters in future research.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件)

  • [国際共同研究] クイーンズ大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ユバスキュラ大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] N-heterocyclic carbene-functionalized magic-number gold nanoclusters2019

    • 著者名/発表者名
      Mina R. Narouz, Kimberly M. Osten, Phillip J. Unsworth, Renee W. Y. Man, Kirsi Salorinne, Shinjiro Takano, Masakazu Nambo, Hannu Hukkinen, Tatsuya Tsukuda, Cathleen M. Crudden et al
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: - 号: 5 ページ: 419-425

    • DOI

      10.1038/s41557-019-0246-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著

URL: 

公開日: 2019-07-30   更新日: 2024-03-26  

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