可視光駆動型ハイブリッド触媒の創製とエネルギー・物質変換

• 研究課題/領域番号: 23550125
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 合成化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 嶌越 恒 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00284539)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ビタミンB12 / 酸化チタン / ヒドリド錯体 / 水素発生 / アルケン還元 / 可視光 / ハイブリッド / 界面錯体 / 可視光応答 / 脱塩素化反応 / コバルト錯体 / 可視光応答性 / ゾル-ゲル反応 / 高耐久性

研究概要

ビタミンB12のCo(I)種の新たな利用として、プロトンとの反応により生成するコバルト-ヒドリド錯体に着目し、本錯体を中間体とする光水素発生及びアルケン還元反応を行った。本反応の触媒として、ビタミンB12誘導体と酸化チタンを共有結合で固定化したハイブリッド触媒を合成した。本触媒をEDTA水溶液に懸濁させ紫外線照射することで、水からの水素発生に成功した。また2-フェニルプロペン酸存在下では、C-C二重結合の還元が高効率で進行した。またカテコール基を結合部位とするビタミンB12-TiO2ハイブリッド触媒の開発にも成功し、可視光照射下で、ビタミンB12モデル反応を進行させることにも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] B_<12>-TiO_2 Hybrid Catalyst for Light-Driven Hydrogen Production and Hydrogenation of C-C Multiple Bonds (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, H. Hisaeda
  • 雑誌名: ChemPlusChem. 巻: (in press)
• [雑誌論文] Alkylcobyrinate from Sucralose and Mechanistic Aspects of its Co-C Bond Cleavage (2014)
  • 著者名/発表者名: H.. Motwani, H. Shimakoshi, B. T. Golding, M. Tornqvist, H. Hisaeda
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 巻: 55 ページ: 2667-2670
• [雑誌論文] Alkylcobyrinate from sucralose and mechanistic aspects of its Co-C bond cleavage (2014)
  • 著者名/発表者名: H. V. Motwani, H. Shimakoshi, B. T. Golding, M. Tornqvist, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Tetrahedron letters 巻: 未定 号: 16 ページ: 2667-2670
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2014.03.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrosynthesis under Photoirradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Encyclopedia of Applied Electrochemistry 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bioinspired Catalytic Reactions with Vitamin B_<12> Derivative and Photosensitizers (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hisaeda, K. Tahara, H. Shimakoshi, T. Masuko
  • 雑誌名: Pure Appl. Chem. 巻: 85 ページ: 1415-1426
• [雑誌論文] Bioinspired catalytic reactions with vitamin B12 derivative and photosensitizers (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hisaeda, K. Tahara, H. Shimakoshi, T. Masuko
  • 雑誌名: Pure and Applied Chemistry 巻: 85 号: 7 ページ: 1415-1426
  • DOI: 10.1351/pac-con-12-10-05
  • 査読あり
• [雑誌論文] ビタミンB12をモデルとしたバイオインスパイアード触媒の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嶌越 恒、久枝良雄
  • 雑誌名: バイオインダストリー 巻: ３０ ページ: 5-12
• [雑誌論文] Synthesis and Photosensitizing Properties of Porphycene with Imidazolium Tag (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, K. Sasaki, Y. Iseki, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: J. Por. Phthalocyanines 巻: 16 ページ: 530-536
• [雑誌論文] Hydrogenation Effects in Metalloporphycenes : Synthesis and Redox Behavior of Ni(II)-tetra(n-propyl)dihydroporphycene (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Okawara, M. Abe, K. Hashimoto, H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 48 (Inside cover article) ページ: 5413-5415
• [雑誌論文] Synthesis and photosensitizing properties of porphycene with imidazolium tag (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Shimakoshi, Kenichi Sasaki, Yusuke Iseki, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Journal of Porphyrins and Phthalocyanines 巻: 16 号: 05n06 ページ: 530-536
  • DOI: 10.1142/s1088424612500551
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogenation effects in metalloporphycenes : synthesis and redox behavior of Ni(II)-tetra(n-propyl)-dihydroporphycene (2012)
  • 著者名/発表者名: Toru Okawara, Koichi Hashimoto, Masaaki Abe, Hisashi Shimakoshi, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 48 号: 44 ページ: 5413-5415
  • DOI: 10.1039/c2cc30991b
  • 査読あり
• [雑誌論文] 環状および非環状シッフ塩基型化合物の合成と錯形成による超分子機能の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嶌越 恒、久枝良雄
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 70 ページ: 60-70
  • NAID: 10030481026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosensitizing Catalysis of B_<12 >Complex without Additional Photosensitizer (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, L. Li, M. Nishi, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 47(Back cover article) ページ: 10921-10923
• [雑誌論文] Photocatalytic Function of Polymer-Supported B_<12> Complex with Ruthenium Trisbipyridine Photosensitizer (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, M. Nishi, A. Tanaka, K. Chikama, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 47(Inner cover article) ページ: 6548-6550
• [雑誌論文] Redox Behavior and Electrochemical Catalytic Function of B_<12>-Hyperbranched Polymer (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tahara, H. Shimakoshi, A. Tanaka, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 83(Cover article, BCSJ award) ページ: 1439-1446
  • NAID: 10027653324
• [雑誌論文] Photosensitizing Catalysis of B12 Complex without Additional Photosensitizer. (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, L. Li, M. Nishi, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 47 ページ: 10921-10923
  • 査読あり
• [雑誌論文] H. Shimakoshi, M. Nishi, A. Tanaka, K. Chikama, Y. Hisaeda (2011)
  • 著者名/発表者名: Photocatalytic Function of Polymer-Supported B12 Complex with Ruthenium Trisbipyridine Photosensitizer
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 47 ページ: 6548-6550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular Assemblies of Crown-substituted Dinickel and Dicobalt Complexes with Guest Cation Binding (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, D. Maeda, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Supramolecular Chem 巻: 23 ページ: 131-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] "ビタミンB12人工酵素" 光の照射で環境汚染物質を分解！ (2011)
  • 著者名/発表者名: 嶌越 恒、久枝良雄
  • 雑誌名: 化学 巻: 66 ページ: 18-23
  • NAID: 40018989786
• [学会発表] Functionalization of Titanium Oxide by Metal Complex Modification and its Application to Energy and Molecular Transformations (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Shimakoshi, Yoshio Hisaeda
  • 学会等名: Asian International Symposimu in CSJ annual meeting
  • 発表場所: Nagoya
  • 招待講演
• [学会発表] Oxygen Switch in Catalysis of Vitamin B_<12>-TiO_<2 >with Green Reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi
  • 学会等名: The International Symposium on Organic Reaction
  • 発表場所: Taipei
  • 招待講演
• [学会発表] 錯体修飾による光触媒の高次機能化とエネルギーおよび物質変換 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 学会等名: 錯体化学会第63会討論会
  • 発表場所: 沖縄
  • 招待講演
• [学会発表] バイオインスパイアード光触媒の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 学会等名: 第34回光化学若手の会
  • 発表場所: 神戸
  • 招待講演
• [学会発表] Vitamin B12-TiO2 Hybrid Catalyst for Green Molecular Transformation (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Shimakoshi, Yoshio Hisaeda
  • 学会等名: The 9th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: Seoul
  • 招待講演
• [学会発表] Oxygen Switch in Catalysis of Vitamin B12-TiO2 with Green Reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Shimakoshi, Yoshio Hisaeda
  • 学会等名: The International Symposium on Organic Reaction
  • 発表場所: Taipei
  • 招待講演
• [学会発表] 錯体修飾による光触媒の高次機能化とエネルギーおよび物質変換 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嶌越 恒、久枝良雄
  • 学会等名: 錯体化学会第６３回討論会
  • 発表場所: 沖縄
  • 招待講演
• [学会発表] バイオインスパイアード光触媒の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嶌越 恒
  • 学会等名: 第３４回光化学若手の会
  • 発表場所: 神戸
  • 招待講演
• [学会発表] Bioinspired Catalyst Learned from Natural Enzyme (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Shimakoshi, Yoshio Hisaeda
  • 学会等名: Kyushu University / Pusan National University Joint Symposium 2013
  • 発表場所: Fukuoka
  • 招待講演
• [学会発表] 界面錯体形成を利用した可視光応答型B12-TiO2触媒の作製と反応特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米村俊佑、嶌越恒、阿部正明、久枝良雄
  • 学会等名: 2012年日本化学会年会
  • 発表場所: 草津
• [学会発表] Vitamin B_<12>-TiO_2 Hybrid Catalyst for Green Molecular Transformation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
  • 学会等名: The 9th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: Seoul
  • 招待講演
• [学会発表] バイオインスパイアード触媒によるグリーン物質変換反応の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: 浜松
  • 招待講演
• [学会発表] 光増感剤を用いたバイオインスパイアード触媒の創製と反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 学会等名: 第2回新潟大学グリーンケミストリー連携教育研究センターシンポジウム
  • 発表場所: 新潟
  • 招待講演
• [学会発表] バイオインスパイアード触媒によるグリーン物質変換反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嶌越 恒
  • 学会等名: 2012年電気化学会第79回大会
  • 発表場所: 浜松
  • 招待講演
• [学会発表] Photocatalytic Function of Vitamin B12 Complex with Photosensitizer (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Shimakoshi
  • 学会等名: 7th Asian Photochemistry Conference
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] バイオインスパイアード触媒によるグリーン物質変換反応の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嶌越 恒
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会(招待講演)
  • 発表場所: 浜松
• [学会発表] 光増感剤を用いたバイオインスパイアード触媒の創製と反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嶌越 恒、久枝良雄
  • 学会等名: 第2回新潟大学グリーンケミストリー連携教育研究センター研究シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: 新潟
• [学会発表] Photocatalytic Function of Vitamin B_<12> Complex with Photosensitizer (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
  • 学会等名: The 8th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: Seoul
  • 招待講演
• [学会発表] Photocatalytic Function of Vitamin B12-TiO2 Hybrid Catalyst (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi
  • 学会等名: 10th International Symposium on Organic Reactions (ISOR10)(招待講演)
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Photocatalytic Function of Vitamin B12 Complex with Photosensitizer (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi
  • 学会等名: The 8th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience (KJFP-2011)(招待講演)
  • 発表場所: ソウル
• [学会発表] 光駆動型クリーン触媒の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 嶌越 恒
  • 学会等名: 境界領域の光化学に関するワークショップ(招待講演)
  • 発表場所: 宮崎
• [図書] 「金属錯体光触媒による水の分解」、光化学の辞典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 出版者: 朝倉書店(印刷中)
• [図書] 「電子励起状態の緩和現象」、光と生命の辞典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 出版者: 朝倉書店(印刷中)
• [図書] Electrosynthesis under Photoirradiation, Encyclopedia of Applied Electrochemistry (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
  • 出版者: (in press)
• [図書] 光と生命の辞典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 嶌越 恒
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] バイオインダストリー (2013)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒、久枝良雄
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] 可視光応答型複合触媒 (2014)
  • 発明者名: 嶌越 恒、米村悛佑、久枝良雄
  • 権利者名: 九州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-045361
  • 出願年月日: 2014-03-07
  • 外国
• [産業財産権] 可視光応答型光反応用複合触媒 (2014)
  • 発明者名: 嶌越 恒、久枝良雄、米村俊介
  • 権利者名: 嶌越 恒、久枝良雄、米村俊介
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-045361
  • 出願年月日: 2014-03-07
• [産業財産権] ビタミンB12 修飾ハイパーブランチポリマ-および脱ハロゲン化触媒 (2013)
  • 発明者名: 久枝良雄、嶌越 恒、田原敬志郎
  • 権利者名: 九州大学-日産化学工業株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2013-08-30
  • 外国
• [産業財産権] 可視光応答型複合触媒 (2013)
  • 発明者名: 嶌越恒、久枝良雄、米村俊佑
  • 権利者名: 嶌越恒、久枝良雄、米村俊佑
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-045909
  • 出願年月日: 2013-03-07
• [産業財産権] 卑金属錯体及び二酸化チタンからなる 光水素発生触媒 (2011)
  • 発明者名: 嶌越 恒、久枝良雄
  • 権利者名: 九州大学-日産化学工業株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2011-10-21
  • 外国
• [産業財産権] 卑金属錯体及び二酸化チタンからなる光還元触媒 (2011)
  • 発明者名: 嶌越恒、久枝良雄
  • 権利者名: 日産化学工業、九州大学
  • 産業財産権番号: 2011-231863
  • 出願年月日: 2011