多核アルミニウム構造の分子レベル制御による新機能発現への挑戦

• 研究課題/領域番号: 21200055
• 研究種目: 新学術領域研究(研究課題提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機化学; 構造・機能材料
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 加藤 知香 静岡大学, 理学部, 准教授 (00360214)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 30,940千円 (直接経費: 23,800千円、間接経費: 7,140千円); 2011年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円); 2010年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円); 2009年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: ポリオキソメタレート / アルミニウム錯体 / 合成 / 構造解析 / 酸化触媒 / 酸素 / 水 / アルコール / ジルコノセン触媒 / 水溶媒 / 分子状酸素 / 分子設計 / 分子モデル / メチルアルミノキサン / アルミニウム / 多核錯体 / 単結晶X線構造解析

研究概要

アルミニウムは、金属材料や触媒材料など様々な工業分野で利用されており、我々の生活になくてはならない元素のうちの一つである。本研究では、種々の欠損型ポリオキソメタレート骨格中にアルミニウムを組み込んだ新規化合物の合成・構造解析を行った。それらを水中でのアルコールの酸素酸化に応用することで、触媒活性がアルミニウムサイトの部分構造に著しい影響を受けていることが明らかとなった。また、アルミニウム部位にカチオン性の有機ジルコニウム種を担持させた新規化合物の合成・構造解析にも成功した。このことは、本担持法を用いることでアルミニウム部位の高機能化が可能であることも示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] Sandwich-type aluminium complex composed of tri-lacunary Keggin-type polyoxotungstate: synthesis and X-ray crystal structure of [(A-PW_9O_<34>)_2{W-(OH)(OH_2)}{Al(OH)(OH_2)}{Al(μ-OH)-(OH_2)_2}_2]^<7-> (2010)
  • 著者名/発表者名: Chika Nozaki Kato, Yurika Katayama, Masaru Nagami, Masao Kato, Mikio Yamasaki
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 39 ページ: 11469-11474
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sandwich-type aluminium complex composed of tri-lacunary Keggin-type polyoxotungstate : synthesis and X-ray crystal structure of[(A-PW_9O<34>)_2{W(OH)(OH_2)}{Al(OH)(OH_2)}{Al(μ-OH)(OH_2)_2}_2]^<7-> (2010)
  • 著者名/発表者名: Chika Nozaki Kato, et al.
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 39 ページ: 11469-11474
  • 査読あり
• [学会発表] 種々のアルミニウム置換ポリオキソメタレートを触媒としたアルコールの酸素酸化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永見優, 中川美幸, 加藤知香
  • 学会等名: 第109回触媒討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] ドーソン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした多核アルミニウム錯体の合成とキャラクタリゼーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川美幸, 加藤知香
  • 学会等名: 錯体化学会第61回討論会
  • 発表場所: 岡山理科大学(岡山県)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 有機ジルコニウム種配位ケギン型アルミニウム一置換ポリオキソメタレートの合成およびキャラクタリゼーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧野裕輝, 海野航, 加藤知香
  • 学会等名: 錯体化学会第61回討論会
  • 発表場所: 岡山理科大学(岡山県)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] ドーソン型アルミニウム一置換ポリオキソメタレートの合成および有機ジルコニウム種との反応性の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 海野航, 牧野裕輝, 加藤知香
  • 学会等名: 錯体化学会第61回討論会
  • 発表場所: 岡山理科大学(岡山県)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 有機ジルコニウム種配位ケギン型アルミニウム-置換ポリオキソメタレートの合成およびキャラクタリゼーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧野裕輝・海野航・加藤知香
  • 学会等名: 錯体化学会第61回討論会
  • 発表場所: 岡山理科大学(岡山県)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] Synthesis of Polyoxoanion-supported Zirconium Complex: An Atomic-levelAnalog of Zirconocene Catalyst (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Makino, Miyuki Nakagawa, Kiyoto Masuda, Wataru Unno, Chika N. Kato
  • 学会等名: The 13th Korea-Japan Symposium on Catalysis
  • 発表場所: 済州島・SEOGWIPO KAL HOTEL (韓国)
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] Oxidation of Benzyl Alcohol with Dioxygen Catalyzed by Aluminum-coordinated Polyoxotungstate (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaru Nagami, Chika N. Kato
  • 学会等名: The 13th Korea-Japan Symposium on Catalysis
  • 発表場所: 済州島・SEOGWIPO KAL HOTEL (韓国)
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] Synthesis of Polyoxoanion-supported Zirconium Complex : An Atomic-level Analog of Zirconocene Catalyst (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Makino・Miyuki Nakagawa・Kiyoto Masuda・Wataru Unno・Chika N.Kato
  • 学会等名: The 13th Korea-Japan Symposium on Catalysis
  • 発表場所: 済州島・SEOGWIPO KALHOTEL(韓国)
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] Oxidation of Benzyl Alcohol with Dioxygen Catalyzed by Aluminum-coordinated Polyoxotungstate (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaru Nagami・Chika N.Kato
  • 学会等名: The 13th Korea-Japan Symposium on Catalysis
  • 発表場所: 済州島・SEOGWIPO KALHOTEL(韓国)
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] ケギン型アルミニウム一置換ポリオキソメタレートの合成および有機ジルコニウム種との反応性の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧野裕輝, 増田清人, 加藤知香
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] ケギン型アルミニウム-置換ポリオキソメタレートの合成および有機ジルコニウム種との反応性の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧野裕輝・増田清人・加藤知香
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Synthesis and molecular structure of a sandwich-type aluminum(III) complex composed of Keggin-type tri-lacunary polyoxotungstate (2010)
  • 著者名/発表者名: Chika Kato, Y. Katayama, M. Kato, M. Nakagawa, M. Nagami, Y. Mikio
  • 学会等名: 環太平洋国際化学会議
  • 発表場所: ハワイ・コンベンションセンター (アメリカ)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Synthesis and molecular Structure of a sandwich-type aluminum(III) complex composed of Keggin-type tri-lacunary polyoxotungstate (2010)
  • 著者名/発表者名: Chika Kato, et al.
  • 学会等名: 環太平洋国際化学会議2010
  • 発表場所: ハワイ・コンベンションセンター(アメリカ)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] 有機ジルコニウム種配位ポリオキソメタレートの合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 増田清人, 原和暢, 永見優, 牧野裕輝, 中川美幸, 加藤知香
  • 学会等名: 第41回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学 (愛知県)
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] 有機ジルコニウム種配位ポリオキソメタレートの合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 増田清人・原和暢・永見優・牧野裕輝・中川美幸・加藤知香
  • 学会等名: 第41回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学(愛知県)
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] ドーソン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした二種類のアルミニウム錯体の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川美幸, 加藤知香
  • 学会等名: 錯体化学会第60回討論会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター (大阪府)
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] ケギン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした多核アルミニウム(III)錯体の合成とアルコールの酸素酸化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永見優, 片山友梨香, 中川美幸, 加藤昌央, 加藤知香
  • 学会等名: 錯体化学会第60回討論会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター (大阪府)
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] ドーソン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした二種類のアルミニウム錯体の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川美幸・加藤知香
  • 学会等名: 第60回錯体化学討論会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] ケギン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした多核アルミニウム(III)錯体の合成とアルコールの酸素酸化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永見優・片山友梨香・中川美幸・加藤昌央・加藤知香
  • 学会等名: 第60回錯体化学討論会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] ドーソン型アルミニウム(III)一置換ポリオキソメタレートの合成およびキャラクタリゼーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川美幸, 加藤知香
  • 学会等名: 第90回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 近畿大学 (兵庫県)
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] ドーソン型アルミニウム(III)一置換ポリオキソメタレートの合成およびキャラクタリゼーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川美幸・加藤知香
  • 学会等名: 第90回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] ケギン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした二核アルミニウム(III)錯体の合成および物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片山友梨香, 中川美幸, 加藤昌央, 加藤知香
  • 学会等名: 第59回錯体化学討論会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎県)
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] ケギン型三欠損ポリオキソメタレートを出発錯体とした二核アルミニウム(III)錯体の合成および物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片山友梨香・中川美幸・加藤昌央・加藤知香
  • 学会等名: 第59回錯体討論会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [図書] Advances in Crystallization Processes (2012)
  • 著者名/発表者名: Chika Nozaki Kato, Yuki Makino, Mikio Yamasakim Yusuke Kataoka, Yasutaka Kitagawa, Mitsutaka Okumura
  • 出版者: Synthesis and X-Ray Crystal Structure of α-Keggin-type Aluminum-substituted Polyoxotungstate
• [図書] Advances in Crystallization Processes (2012)
  • 著者名/発表者名: Chika N.Kato・Yuki Makino・Mikio Yamasaki・Yusuke Kataoka・Yasutaka Kitagawa・Mitsutaka Okumura
  • 出版者: Synthesis and X-Ray Crystal Structure of α-Keggin-type Aluminum-substituted Polyoxotungstate(印刷中)
• [備考]
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~sckatou/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~sckatou/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.shizuoka.ac.jp/~chem/staffs/kato.html
• [備考]
  • URL: http://www.shizuoka.ac.jp/~chem/staffs/kato.html