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巨大ナノサイズ金属超分子を用いた触媒活性多孔質構造の構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K05664
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
研究機関神戸市立工業高等専門学校 (2023)
大阪大学 (2020-2022)

研究代表者

小島 達弘  神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (80766501)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード多孔質触媒 / ポリオキソメタレート / 超分子フレームワーク / 多核錯体 / X線結晶構造解析 / スルフィド酸化
研究開始時の研究の概要

本研究では高効率かつ選択性の高い多孔性触媒の開発を目的として、(i)多核錯体分子をベースとしたナノサイズの多孔質フレームワークを構築し、(ii)その内部に分子性触媒であるポリオキソメタレートを担持させた多孔性触媒の開発を行う。以上のようにして構築されたナノポーラスポリオキソメタレート担持触媒を用いて、スルフィドの酸化反応を中心に触媒反応を調べる。

研究成果の概要

本研究では多孔性触媒の開発を目的として、錯体配位子法によって得られた多核錯体分子を構成要素としたナノサイズの多孔質フレームワークイオン結晶を構築し、その内部で分子性触媒であるポリオキソメタレートを縮合反応により直接担持させた多孔性触媒の開発を行った。得られたポリオキソメタレート含有イオン性結晶のスルフィドに対する酸化反応への触媒活性を調べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、現在主流となっている有機配位子と金属イオンが配位結合を形成して構成している金属有機構造体(Metal Oraganic Frameworks:MOFs)に対して、制御が極めて困難な弱いCH-π相互作用で支えられた超分子フレームワークによってメソポーラス構造を構築することに成功しており、超分子構造による巨大空間の構築への可能性を示した。また、通常は溶液内で進行するポリオキソメタレート形成の縮合反応を、結晶内部のメソポーラス空間で進行することを実証しており、溶液反応とは異なる結晶相反応の新たな化学の解明のきっかけになると期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Jahn-Teller Switching of a Redox-Active Nickel(III) Center in a Homoleptic Thiolato Metalloligand Environment2023

    • 著者名/発表者名
      Kouno Masahiro、Kuwamura Naoto、Yoshinari Nobuto、Kojima Tatsuhiro、Halcrow Malcolm A.、Yamagami Kohei、Sekiyama Akira、Konno Takumi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 62 号: 24 ページ: 9463-9470

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.3c00554

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of coordination chemistry with thiol-containing amino acids2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Nobuto、Kuwamura Naoto、Kojima Tatsuhiro、Konno Takumi
    • 雑誌名

      Coordination Chemistry Reviews

      巻: 474 ページ: 214857-214857

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2022.214857

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inclusion of cyclodextrins in a metallosupramolecular framework via structural transformations2022

    • 著者名/発表者名
      Somsri Supattra、Kuwamura Naoto、Kojima Tatsuhiro、Yoshinari Nobuto、Rujiwatra Apinpus、Konno Takumi
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 24 号: 1 ページ: 33-37

    • DOI

      10.1039/d1ce01416a

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A mesoporous ionic solid with 272 AuI6AgI3CuII3 complex cations in a super huge crystal lattice2021

    • 著者名/発表者名
      Takeda Hiroto、Kojima Tatsuhiro、Yoshinari Nobuto、Konno Takumi
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 12 号: 33 ページ: 11045-11055

    • DOI

      10.1039/d1sc02497c

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Pseudorotaxane System Containing γ‐Cyclodextrin Formed via Chiral Recognition with an AuI6AgI3CuII3 Molecular Cap2021

    • 著者名/発表者名
      Kojima Tatsuhiro、Takeda Hiroto、Kuwamura Naoto、Konno Takumi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 27 号: 64 ページ: 15981-15985

    • DOI

      10.1002/chem.202102769

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermediate snapshots of a 116-nuclear metallosupramolecular cage-of-cage in a homogeneous single-crystal-to-single-crystal transformation2021

    • 著者名/発表者名
      Wahyudianto Benny、Imanishi Kento、Kojima Tatsuhiro、Yoshinari Nobuto、Konno Takumi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 49 ページ: 6090-6093

    • DOI

      10.1039/d1cc02219a

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Porous Ionic Solids Consisting of Au<sup>I</sup><sub>3</sub>Co<sup>III</sup><sub>2</sub> Complex Anions and Aqua Metal Cations2021

    • 著者名/発表者名
      Surinwong Sireenart、Kuwamura Naoto、Kojima Tatsuhiro、Yoshinari Nobuto、Rujiwatra Apinpus、Konno Takumi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 号: 16 ページ: 12555-12564

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.1c01877

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Racemic Tartrate/Malate Anions Combine with Racemic Complex Cations to Form Optically Active Ionic Crystals2021

    • 著者名/発表者名
      Uno Masashi、Kojima Tatsuhiro、Kuwamura Naoto、Yoshinari Nobuto、Konno Takumi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 27 号: 32 ページ: 8358-8364

    • DOI

      10.1002/chem.202100576

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescent Ionic Solids of S-Bridged Gold(I)-Gallium(III) and Gold(I)-Indium(III) Hexanuclear Complexes2021

    • 著者名/発表者名
      Itai Takuma、Kuwamura Naoto、Kojima Tatsuhiro、Yoshinari Nobuto、Rujiwatra Apinpus、Konno Takumi
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 94 号: 8 ページ: 2076-2078

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210180

    • NAID

      130008087850

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] D-ペニシラミンとジホスフィンをもつAuIAgIMII (M = Zn, Ni)錯体の合成と集積化反応2023

    • 著者名/発表者名
      馬場大知、吉成信人、小島達弘
    • 学会等名
      錯体化学会第73回討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Crystal-to-Crystal Coordination-driven Molecular Gear Rotation of AuI6AgI3CuII3 Complexes Induced by Anion Exchange2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Kojima、Hiroto Takeda、Hiroyoshi Ohtsu、Takumi Konno
    • 学会等名
      the 26th Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of An Extremely Huge Crystal Lattice Containing 272 AuI6AgI3CuII3 Complex-cations in a Mesoporous Ionic Crystal2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Kojima
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) Bali 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermal Transformation of Ammonium Oxometalate to Metal Oxide in Porous Materials2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Kojima
    • 学会等名
      Pre-Xmas Meeting 2023 of EPSRC-JSPS Core-to-Core Collaboration Program International Network on Polyoxometalate Science for Advanced Energy Materials (INPOMs)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 含硫黄錯体の立体選択的酸化還元反応2023

    • 著者名/発表者名
      宮下芳太郎、日高シマ、長井あかり、岩本直也、河野雅弘、小島達弘
    • 学会等名
      第29回高専シンポジウム in Nagaoka
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A Pseudorotaxane Structure with γ-Cyclodextrin Controlled by Chiral Recognition of an AuI6AgI3CuII3 Molecular Cap2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Kojima, Hiroto Takeda, Naoto Kuwamura, Takumi Konno
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Solid-state Coordination-Driven Molecular Rearrangement of AuI6AgI3CuII3 Complexes induced by Anion Exchange2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Kojima, Hiroto Takeda, Hiroyoshi Ohtsu, Naoto Kuwamura, Nobuto Yoshinari, Takumi Konno
    • 学会等名
      錯体化学会第72回討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 馬場 大知, 小島 達弘, 竹田 啓人, 吉成 信人, 今野 巧2022

    • 著者名/発表者名
      D-ペニシラミンとジホスフィンをもつ金(I)銀(I)銅(II) ダンベル型錯体の合成
    • 学会等名
      錯体化学会第72回討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Bulkiness of Metalloligands and Sulfide Sources on the Formation of Silver Sulfide Clusters Covered by S-donating Metalloligands2022

    • 著者名/発表者名
      Zi Lang Goo, Keisuke Nomura, Nobuto Yoshinari, Tatsuhiro Kojima, Takumi Konno
    • 学会等名
      錯体化学会第72回討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 3-アミノプロパンチオールをもつ硫黄架橋 RhIII2AuI3 五核錯体と RhIII2AgI3 五核錯体の金属 スクランブリング反応2022

    • 著者名/発表者名
      中西 将司, 吉成 信人, 桒村 直人, 小島 達弘, 今野 巧
    • 学会等名
      錯体化学会第72回討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] AuI6AgI3CuII3十二核錯体を用いたγ-シクロデキストリンとの擬ロタキサン構造における特異な分子認識2022

    • 著者名/発表者名
      小島 達弘, 竹田 啓人, 桑村 直人, 今野 巧
    • 学会等名
      令和4年(2022年)度日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Construction of An Extremely Huge Crystal Lattice Containing 272 AuI6AgI3CuII3 Complex-cations in a Mesoporous Ionic Crystal2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Kojima, Hiroto Takeda, Takumi Konno
    • 学会等名
      The 4th International Symposium of Ionic Coordination Chemistry (ISICC-4)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] A Crystal Flask Composed of Huge Cage-of-Cage Metallosupramolecules for the Formation of Polyoxomolybdate2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro KOJIMA, Benny WAHYUDIANTO, Takumi KONNO
    • 学会等名
      25th Congress of the International Union of Crystallography
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Extremely Huge Crystal Lattice with 272 AuI6AgI3CuII3 Complex-cations in a Mesoporous Ionic Solid2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro KOJIMA, Hiroto Takeda, Takumi KONNO
    • 学会等名
      錯体化学会第71回討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 金(I)銀(I)銅(II)12核錯体からなるメソポーラス イオン性結晶の構築(1.合成と構造)2021

    • 著者名/発表者名
      小島達弘、竹田啓人、吉成信人、今野巧
    • 学会等名
      日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 金(I)銀(I)銅(II)12核錯体からなるメソポーラスイオン性結晶の構築(2.アニオン交換反応とラセミ結晶化挙動)2021

    • 著者名/発表者名
      小島達弘、竹田啓人、吉成信人、今野巧
    • 学会等名
      日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 金(I)銀(I)銅(II)12核錯体からなるメソポーラスイオン性結晶の構築(2.アニオン交換反応とラセミ結晶化挙動)2021

    • 著者名/発表者名
      小島達弘、竹田啓人、吉成信人、今野巧
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Condensations of Molybdate in a Single Crystal of AuICuII Metallosupramolecular Cage-of-Cage2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro KOJIMA, Benny WAHYUDIANTO, Takumi KONNO
    • 学会等名
      錯体化学会第70討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Controlled Formation of PtII2PdII2MnII2 Heterotrimetallic Coordination Polymers with Different Dimensionalities and Electrocatalytic Activities2020

    • 著者名/発表者名
      Anna Carissa SAN ESTEBAN, Naoto KUWAMUTA, Tatsuhiro KOJIMA, Takumi KONNO
    • 学会等名
      錯体化学会第70討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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