動的分子界面を基軸とする金属ナノ粒子触媒の開発

• 研究課題/領域番号: 26410118
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 磯崎 勝弘 京都大学, 化学研究所, 助教 (30455274)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014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: 金クラスター / 触媒 / デンドリマー / 反応場 / 動的挙動 / 金属ナノ粒子

研究成果の概要

本研究では，金属ナノ粒子上に表面修飾分子による反応場を精密設計・構築することで，表面修飾分子―反応基質間の分子認識を基軸とした高活性かつ高選択的な金属ナノ粒子触媒の開発を目的として研究を行った。反応場を構築する分子としてペプチドデンドリマーを利用することで，金25原子から成る精密に分子組成の制御された金クラスターの合成に成功した。得られたペプチドデンドロンチオラート被覆金クラスターはペプチドデンドロンの形成する水素結合反応場の動的挙動に基づいて，可視光照射に応答する光触媒作用を示すことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis and Structural Analysis of Ruthenium-Bound Norvaline Peptides (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Takaya,* T. Yokoi, R. Yoshida, K. Isozaki,* T. Kawakami, T. Takenaka, and M. Nakamura*
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 665-668
  • DOI: 10.1246/cl.170012
  • NAID: 130005655643
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis and Applications of (ONO Pincer)Ruthenium-Complex-Bound Norvalines (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiro Isozaki, Tomoya Yokoi Ryota Yoshida, Kazuki Ogata, Daisuke Hashizume, Nobuhiro Yasuda, Koichiro Sadakane, Hikaru Takaya, and Masaharu Nakamura,
  • 雑誌名: Chemistry An Asian Journal 巻: 11 号: 7 ページ: 1076-1091
  • DOI: 10.1002/asia.201600045
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ONO-Pincer Ruthenium Complex-Bound Norvaline for Efficient Catalytic Oxydation of Methoxybenzenes with Hydrogen Peroxide (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Yoshida, K. Isozaki,* T. Yokoi, N. Yasuda, K. Sadakane, T. Iwamoto, H. Takaya,* and M. Nakamura*
  • 雑誌名: Organic Biomolecular Chemistry 巻: 14 号: 31 ページ: 7468-7479
  • DOI: 10.1039/c6ob00969g
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Discovery of 12-mer peptides that bind to wood lignin (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Yamaguchi, K. Isozaki, M. Nakamura, H. Takaya, and T. Watanabe*
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 20833-20833
  • DOI: 10.1038/srep21833
  • NAID: 120005743637
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hydrogen bonding between fluoro group and aromatic hydrogen leading stripe structure of R-isomeric column and S-isomeric one: Crystal structure of 2,7-dimethoxynaphthalen-1-yl(3-fluorophenyl)methanone and a comparison with its 1-aroylnaphthalene analogues (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Mohri, S. Ohisa, K. Isozaki, N. Yonezawa, and A. Okamoto*
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section C 巻: C71 号: 5 ページ: 344-350
  • DOI: 10.1107/s2053229615005720
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron Fluoride/N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Cross-Coupling between Deactivated Aryl Chlorides and Alkyl Grignard Reagents with/without β-Hydrogens (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Agata, T. Iwamoto, N. Nakagawa, K. Isozaki, T. Hatakeyama, H. Takaya, and M. Nakamura*
  • 雑誌名: Synthesis 巻: 47 号: 12 ページ: 1733-1740
  • DOI: 10.1055/s-0034-1380361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Organoiron Catalysis in Kumada-Tamao-Corriu-Type Cross-Coupling Reaction Assisted by Solution-Phase X-ray Absorption Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Takaya, H.; Nakajima, S.; Nakagawa, N.; Isozaki, K.; Iwamoto, T.; Imayoshi, R.; Gower, N.; Adak, L.; Hatakeyama, T.; Honma, T.; Takagi, M.; Sunada, Y.; Nagashima, H.; Hashizume, D.; Takahashi, O.; Nakamura, M.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 88 号: 3 ページ: 410-418
  • DOI: 10.1246/bcsj.20140376
  • NAID: 130004801843
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Square-centimeter-scale 2D-arrays of Au@Ag core-shell nanoparticles towards practical SERS substrates with enhancement factor of 10^7 (2014)
  • 著者名/発表者名: Francesca Pincella, Yeji Song, Takao Ochiai, Katsuhiro Isozaki, Kenji Sakamoto, and Kazushi Miki
  • 雑誌名: Francesca Pincella, Yeji Song, Takao Ochiai, Katsuhiro Isozaki, Kenji Sakamoto, and Kazushi Miki 巻: 605-606 ページ: 115-120
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2014.05.020
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Synthesis and Photocatalytic Property of Gold Clusters Functionalized by Peptide Dendron Thiolates (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Isozaki, K. Ishibashi, R. Ueno, H. Takaya, and M. Nakamura
  • 学会等名: International Symposium on Pure & Applied Chemistry 2017
  • 発表場所: Ho Chi Minh, Vietnam
  • 年月日: 2017-06-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ペプチドデンドロンチオラート修飾金クラスターの光触媒作用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上野 亮，磯﨑 勝弘，石橋 幸典，高谷 光，中村 正治
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Synthesis of Structurally-Defined Gold Clusters Functionalized by Peptide Dendron Thiolates (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Isozaki, K. Ishibashi, R. Ueno, H. Takaya, and M. Nakamura
  • 学会等名: 1st International Symposium of the Kyoto Biomolecular Mass Spectrometry Society
  • 発表場所: Kyoto Univ, Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Photocatalytic Activity of Gold Clusters Functionalized by Peptide Dendron Thiolates (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Isozaki, K. Ishibashi, R. Ueno, H. Takaya, and M. Nakamura
  • 学会等名: The 13th Kinki-Youngnam Joint Symposium on Organometallic Chemistry
  • 発表場所: Kyoto Univ, Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ペプチドデンドロンチオラート修飾金クラスターの合成と触媒機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 磯﨑 勝弘，石橋 幸典，高谷 光，中村 正治
  • 学会等名: 第63回有機金属化学討論会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] ペプチドデンドロンチオラート修飾金クラスターの合成と触媒機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 磯﨑 勝弘，石橋 幸典，高谷 光，中村 正治
  • 学会等名: ナノ学会第14回大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2016-06-14
• [学会発表] ペプチドデンドロンチオラート修飾金クラスターの合成と触媒作用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石橋 幸典，磯崎 勝弘，高谷 光，中村 正治
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Synthesis of Dendronized Gold Clusters with Peptide-Dendron-Thiolates (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, K. Isozaki, H. Takaya, and M. Nakamura
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: Hawaii Convention Center
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 自己組織化単分子膜－金ナノ粒子界面を利用した高効率触媒反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯﨑 勝弘，田口 知弥，石橋 幸典，高谷 光，中村 正治，三木 一司
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Enhanced Catalysis of Self-Assembled-Monolayer-Capped Gold Nanoparticles towards Silane Alcoholysis (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Isozaki, T. Taguchi, K. Ishibashi, H. Takaya, M. Nakamura, K. Miki
  • 学会等名: International Symposium on Monolayer Protected Clusters 2015 (ISMPC2015)
  • 発表場所: Yamanaka Dormitory-Naito Seminar House
  • 年月日: 2015-07-13
  • 国際学会
• [学会発表] アルカンチオレート単分子膜を反応場とした金ナノ粒子固定化触媒によるシランのアルコホリシス反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯﨑 勝弘，田口 知弥，石橋 幸典，高谷 光，中村 正治，三木 一司
  • 学会等名: ナノ学会第13回大会
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパスさくらホール
  • 年月日: 2015-05-11
• [学会発表] ペプチドデンドリマーチオラート修飾金クラスターの合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石橋 幸典，磯崎 勝弘，高谷 光，中村 正治
  • 学会等名: ナノ学会第13回大会
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパスさくらホール
  • 年月日: 2015-05-11
• [学会発表] ペプチドデンドリマー置換基を有するチオラート修飾金クラスターの合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石橋 幸典，磯崎 勝弘，高谷 光，中村 正治
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Enhanced catalysis of gold nanoparticles capped by alkanethiol-self-assembled monolayer (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Isozaki, T. Taguchi, K. Ishibashi, H. Takaya, M. Nakamura, and K. Miki
  • 学会等名: Fourth International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials (HYMA2015)
  • 発表場所: Sitges, Spain
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-13
• [学会発表] 金ナノ粒子触媒反応における自己組織化単分子膜による反応加速効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 磯崎 勝弘，田口 知弥，石橋 幸典，高谷 光，中村 正治，三木 一司
  • 学会等名: 第5回統合物質シンポジウム
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2014-12-19 – 2014-12-20
• [学会発表] Enhanced Catalytic Activity of Gold Nanoparticles with Self-Assembled Monolayer (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, K. Isozaki, T. Taguchi, H. Takaya, M. Nakamura, K. Miki
  • 学会等名: International Symposium on the Synthesis and Application of Curved Organic π-Molecules and Materials
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2014-10-19 – 2014-10-21
• [学会発表] Enhanced Catalysis of Gold Nanoparticles Surrounded by Alkanethiol Self-Assembled Monolayer (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Isozaki, T. Taguchi, K. Ishibashi, H. Takaya, M. Nakamura, and K. Miki
  • 学会等名: The 16th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-18
• [学会発表] Enhanced Catalysis of Gold Nanoparticles Surrounded by Alkanethiol Self-Assembled Monolayers (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Isozaki, T. Taguchi, K. Ishibashi, H. Takaya, M. Nakamura, and K. Miki
  • 学会等名: The 4th International Conference on MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis & ICOMC 2014 Pre-symposium in Kyoto
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2014-07-10 – 2014-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] Enhanced Catalysis of Self-Assembled Monolayer-Capped Gold Nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Isozaki, T. Taguchi, K. Ishibashi, H. Takaya, M. Nakamura, and K. Miki
  • 学会等名: The Seventh Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT7)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-06
• [学会発表] 金ナノ粒子二次元配列を高輝度近接場光源とした可視光駆動型光触媒 (2014)
  • 著者名/発表者名: 磯崎 勝弘，Pincella Francesca，三木 一司
  • 学会等名: ナノ学会第12回大会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-24
• [学会発表] 金ナノ粒子触媒における自己組織化単分子膜の反応加速効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石橋 幸典，磯崎 勝弘，田口 知弥，高谷 光，中村 正治，三木 一司
  • 学会等名: ナノ学会第12回大会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-24
• [図書] ナノ粒子の表面修飾と分析評価技術～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 磯﨑勝弘，三木一司
  • 総ページ数: 425
  • 出版者: 情報機構
• [備考] 中村研究室ホームページ
  • URL: http://es.kuicr.kyoto-u.ac.jp/