| 研究課題/領域番号 |
23KF0229
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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| 審査区分 |
小区分34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
南保 正和 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授 (10705528)
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| 研究分担者 |
DE JESUS JOSEPH FELIX 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
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| 研究期間 (年度) |
2023-11-15 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2025年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2024年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2023年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
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| キーワード | ナノクラスター / 金 / N-ヘテロサイクリックカルベン / 白金 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属ナノクラスターは1分子とみなせる金属集合体であり、サイズや形状、配位子に応じて変化する特性に注目が集まっている。しかし、金属ナノクラスターは一般的に不安定であり、1種類の金属種で構成されているものがほとんどである。そこで本研究では、含窒素ヘテロサイクリックカルベン(NHC)で安定化された異核金属ナノクラスターの一般的な合成法の開発を行う。さらに合成した金属ナノクラスターを用いて、有機合成反応や電気化学を用いた酸化還元反応の触媒としての機能を探索する。
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| 研究実績の概要 |
これまでに当研究グループではN-ヘテロサイクリックカルベン(NHC)を用いた多様な金ナノクラスターの合成に成功している。例えば、NHCの構造の変化に応じて、金原子数が10、13、25個と異なる金ナノクラスターが形成することを見出している。これらの知見をもとに、本研究では新たに異種の金属元素を含む複核金属ナノクラスターの創製と触媒への応用を目的とする。本年度はまず金と他の金属錯体を用いた複核金属ナノクラスターの合成に取り組んだ。金NHC錯体と様々な10族の金属錯体が存在する条件にて、NaBH4を用いて還元を行ったところ、白金を含むナノクラスターが形成していることが分かった。質量分析(ESI-MS)測定により、ナノクラスターは金原子が8つ、白金原子が1つ、NHC配位子8つ有するものが主生成物であり、金原子のみからなるナノクラスターは形成していないことが分かった。様々な白金錯体を用いて検討を行ったところ、0価錯体であるPt2(dba)3が最も高い収率となった。得られた金-白金-NHCナノクラスターについては単結晶X線構造解析にて詳細な構造を確認することにも成功し、白金原子を中心に8つの金原子が取り囲んだ稀有な構造をしていることが分かった。この構造は1H, 13C, 19F-NMR測定の結果とも矛盾しない結果であった。またESI-MSによる反応追跡実験によってAu-ヒドリド種の形成を確認でき、形成機構に関する情報が得られつつある。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本来の研究提案の通りに金-白金ナノクラスターの合成を達成した。またNHC配位子が与えるナノクラスターの安定性や電気化学特性についても明らかになりつつあり、次年度に向けた触媒への応用への基盤を構築することができたと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度はNHC配位子の構造を変化させることで、金-白金の比が異なるナノクラスターの選択合成を行う。また白金以外の異なる金属種との安定なナノクラスターの合成にも挑戦する。さらに得られたナノクラスターを用いた有機合成や電解反応における触媒としての機能開拓を目指す。
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