異種金属多核錯体による革新的電気化学物質変換

• 研究課題/領域番号: 26620160
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: エネルギー関連化学
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 正岡 重行 分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 准教授 (20404048)
• 研究協力者: 近藤 美欧 ; 岡村 将也 ; VIJAYENDRAN Praneeth ; 伊豆 仁
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: エネルギー変換

研究成果の概要

本研究では，分子性の多核金属錯体を研究開発の中心に据え，高効率・高選択的な電気化学的物質変換反応を促進する新規電極触媒の創出に取り組んだ。解離性プロトン部位を有し且つ多核金属錯体を構築可能な新規配位子を設計・合成し，それを用いて新規銅四核錯体を合成した。電気化学的な触媒機能評価の結果，この銅四核錯体が水を酸化する酸素発生触媒として機能することがわかった。また，類似の配位子を用いた異種金属多核錯体の合成にも取り組み，構造解析ならびに触媒機能評価を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a framework catalyst for photocatalytic hydrogen evolution (2018)
  • 著者名/発表者名: Chinapang Pondchanok、Okamura Masaya、Itoh Takahiro、Kondo Mio、Masaoka Shigeyuki
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 54 号: 10 ページ: 1174-1177
  • DOI: 10.1039/c7cc08013a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe, Ru, and Os Complexes with the Same Molecular Framework: Comparison of Structures, Properties and Catalytic Activities (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaki Yoshida, Mio Kondo, Masaya Okamura, Mari Kanaike, Setsiri Haesuwannakij, Hidehiro Sakurai, and Shigeyuki Masaoka
  • 雑誌名: Faraday Discuss. 巻: 印刷中 ページ: 181-196
  • DOI: 10.1039/c6fd00227g
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Syntheses and CO2 reduction activities of π- expanded/extended iron porphyrin complexes (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Okabe, Sze Koon Lee, Mio Kondo, and Shigeyuki Masaoka
  • 雑誌名: J. Biol. Inorg. Chem. 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 713-725
  • DOI: 10.1007/s00775-017-1438-3
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hybrid Catalysis Enabling Room-Temperature Hydrogen Gas Release from N-Heterocycles and Tetrahydronaphthalenes (2017)
  • 著者名/発表者名: Shota Kato, Yutaka Saga, Masahiro Kojima, Hiromu Fuse, Shigeki Matsunaga, Arisa Fukatsu, Mio Kondo, Shigeyuki Masaoka, and Motomu Kanai
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 139 号: 6 ページ: 2204-2207
  • DOI: 10.1021/jacs.7b00253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrocatalytic Water Oxidation by a Tetranuclear Copper Complex (2016)
  • 著者名/発表者名: Vijayendran K. K. Praneeth, Mio Kondo, Pei Meng Woi, Masaya Okamura, and Shigeyuki Masaoka
  • 雑誌名: ChemPlusChem 巻: 81 号: 10 ページ: 1123-1128
  • DOI: 10.1002/cplu.201600322
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Water Oxidation Catalysts Constructed by Bio-Relevant First-Row Metal Complexes (2016)
  • 著者名/発表者名: Mio Kondo and Shigeyuki Masaoka
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 45 号: 11 ページ: 1220-1231
  • DOI: 10.1246/cl.160639
  • NAID: 130005509425
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A pentanuclear iron catalyst designed for water oxidation (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaya Okamura, Mio Kondo, Reiko Kuga, Yuki Kurashige, Takeshi Yanai, Shinya Hayami, Vijayendran K. K. Praneeth, Masaki Yoshida, Ko Yoneda, Satoshi Kawata, and Shigeyuki Masaoka
  • 雑誌名: Nature 巻: 530 号: 7591 ページ: 465-468
  • DOI: 10.1038/nature16529
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design of Mononuclear Ruthenium Catalysts for Low-Overpotential Water Oxidation (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaya Okamura and Shigeyuki Masaoka
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 10 号: 2 ページ: 306-315
  • DOI: 10.1002/asia.201402781
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of ligand flexibility on the electronic structure of oxidized Ni(III)-phenoxide complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kawai, T. Yamaguchi, S. Masaoka, F. Tani, T. Kohzuma, L. Chiang, T. Storr, K. Mieda, T. Ogura, r. K. Szilagyi, and Y. Shimazaki
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 53 号: 19 ページ: 10195-10202
  • DOI: 10.1021/ic501181k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three Distinct Redox States of an Oxo-Bridged Dinuclear Ruthenium Complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaki Yoshida, Mio Kondo, Toshikazu Nakamura, Ken Sakai, and Shigeyuki Masaoka
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 53 号: 43 ページ: 11519-11523
  • DOI: 10.1002/anie.201406443
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Behavior of Phosphine-Substituted Ruthenium(II) Polypyridine Complexes with a Single Labile Ligand (2014)
  • 著者名/発表者名: Go Nakamura, Masaya Okamura, Masaki Yoshida, Takayoshi Suzuki, Hideo D. Takagi, Mio Kondo, and Shigeyuki Masaoka
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 53 号: 14 ページ: 7214-7226
  • DOI: 10.1021/ic5003644
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrochemical response of metal complexes in homogeneous solution under photoirradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: Arisa Fukatsu, Mio Kondo, Masaya Okamura, Masaki Yoshida, and Shigeyuki Masaoka
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 4 号: 1 ページ: 5327-5327
  • DOI: 10.1038/srep05327
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Tuning of Metal-Metal Interactions in Mixed-Valence States of Cyclometalated Dinuclear Ruthenium and Osmium Complexes Bearing Tetrapyridylpyrazine or -benzene (2014)
  • 著者名/発表者名: Takumi Nagashima, Takuya Nakabayashi, Takashi Suzuki, Katsuhiko Kanaizuka, Hiroaki Ozawa, Yu-Wu Zhong, Shigeyuki Masaoka, Ken Sakai and Masa-aki Haga
  • 雑誌名: Organometallics 巻: 33 号: 18 ページ: 4893-4904
  • DOI: 10.1021/om500142t
  • 査読あり
• [学会発表] Pentanuclear Iron Catalysts for Water Oxidation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: 4th Japan-Taiwan-Singapore-Hong Kong Quadrilateral Symposium on Coordination Chemistry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pentanuclear Iron Catalysts for Water Oxidation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: The 4th Japan-Canada Joint Symposium on Coordination Chemistry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pentanuclear Iron Catalysts for Water Oxidation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: American Chemical Society (ACS) Asia-Pacific International Chapters
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pentanuclear Iron Catalysts for Water Oxidation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: The NANOTEC-IMS Joint Research Meeting NANOTEC
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pentanuclear Iron Catalysts for Water Oxidation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: The 2nd Japan-US Bilateral Meeting on Coordination Chemistry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pentanuclear Iron Catalysts for Water Oxidation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: 6th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC6)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pentanuclear Iron Catalysts for Water Oxidation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: 1st Molecular Technology Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Artificial Molecular Catalysts Designed for Water Oxidation (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: 8th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2014)
  • 発表場所: Ehime University, Matsuyama, Ehime, Japan
  • 年月日: 2014-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Catalysts Designed for Water Oxidation (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: 2014 International Conference on Artificial Photosynthesis (ICARP2014)
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Hyogo, Japan
  • 年月日: 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Electrochemical evaluation of photochemical and catalytic properties of transition metal complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: Annual Meeting on Photochemistry 2014
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2014-10-11
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Catalysts Designed for Water Oxidation (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: 2nd Japan-UK Joint Symposium on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Chuo University, Tokyo, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] Water Oxidation Catalyzed by Mononuclear and Multinuclear Metal Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: Symposium on Molecular Catalysis Toward Sustainable Energy
  • 発表場所: Nanyang Technological University, Singapore, Singapore
  • 年月日: 2014-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] Water Oxidation Catalyzed by Mononuclear and Multinuclear Metal Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: 41st International Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Suntec Singapore Convention & Exhibition Centre, Singapore, Singapore
  • 年月日: 2014-07-22
  • 招待講演
• [学会発表] Water Oxidation Catalyzed by Transition Metal Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Masaoka
  • 学会等名: Supramolecular Coordination Chemistry, Japan-Canada Joint Symposium in CSC2014
  • 発表場所: Vancouver Convention Centre, Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-06-04
  • 招待講演