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金属酵素に学びそれを凌駕する分子活性化の新手法開拓

公募研究

研究領域直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発
研究課題/領域番号 25105744
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

久枝 良雄  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70150498)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードビタミンB12 / 光増感剤 / イオン液体 / 人工酵素 / 多孔性錯体フレームワーク / 環境汚染物質の分解 / 官能基1,2-転位反応 / 触媒反応 / 酸化チタン / 界面錯体 / 脱ハロゲン化反応 / 官能基転位反応 / 可視光 / 超求核性 / コバルト錯体
研究実績の概要

生体関連金属錯体であるビタミンB12とRu光増感剤を組み合わせた光駆動型の新しいビタミンB12人工酵素システムの開発を行った。以前に高分子の側鎖に両錯体を導入したハイブリッドポリマーを合成し、ポリマー内での高効率な光誘起電子移動反応が進行することを見出した。またイオン液体を反応溶媒とすると、ビタミンB12錯体の反応性が向上し、ビタミンB12錯体のリサイクル化が容易であることを報告した。そこで、本研究ではこれらの結果を踏まえ、イオン液体構造を高分子に導入し、さらに側鎖にビタミンB12誘導体とRu光増感剤を導入したハイブリッド型高分子化イオン液体を創製した。高分子化イオン液体はイオン伝導材料やCO2吸着材料として魅力的であるが、触媒としての応用例は少ない。本研究では、高分子化イオン液体を光駆動型ビタミンB12人工酵素に応用することに成功した。
また、多孔性錯体フレームワークに新たに光増感機能を付与した錯体フレームワークを創製し、可視光を駆動力とした固体触媒の開発を行った。光増感剤としてはルテニウム錯体を用い、触媒分子としてはビタミンB12モデル錯体を用いた。多孔性錯体フレームワークを構成できる金属イオンとして亜鉛(II)イオンを採用し、補助配位子、光増感能をもつルテニウム錯体の組み合わせにより、大きな空孔を有する多孔性錯体フレームワークを構築した。多孔性錯体フレームワークに導入した光増感剤は可視光により励起され、ビタミンB12モデル錯体を還元して活性なCo(I)種を生成した。本固体触媒を用いた可視光照射による有機ハロゲン化物(環境汚染物質)の分解反応および官能基の1,2-転位反応に成功した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 19件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 9件) 図書 (5件)

  • [雑誌論文] Development of Metal-Organic Framework (MOF)-B12 system as new bio-inspired heterogeneous catalyst2015

    • 著者名/発表者名
      Xu, J.; Shimakoshi, H.; Hisaeda, Y.
    • 雑誌名

      J. Organometal. Chem.

      巻: 782 ページ: 89-95

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2014.11.015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Molecular structures, redox properties, and photosubstitution of ruthenium(II) carbonyl complexes of porphycene2015

    • 著者名/発表者名
      Okawara, T.; Abe, M.; Ashigara, S.; Hisaeda, Y.
    • 雑誌名

      J. Porphyrins Phthalocyanines

      巻: 未定 号: 01-03 ページ: 233-241

    • DOI

      10.1142/s1088424614501120

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and X-ray crystallography of bipyrroles: impacts of a Co-π interaction on their structure2015

    • 著者名/発表者名
      Toru Okawara, Akane Doi, Toshikazu Ono, Masaaki Abe, Kenji Takehara, Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 11 号: 11 ページ: 1407-1410

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2015.01.159

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal Structure Dependence for Reactivities of B12-TiO2 Hybrid Catalysts with Anatase and Rutile Forms2015

    • 著者名/発表者名
      Shiamkoshi, H.; Nagami, Y.; Hisaeda, Y.
    • 雑誌名

      Rapid Communication in Photoscience

      巻: 未定 号: 1 ページ: 9-11

    • DOI

      10.5857/rcp.2015.4.1.9

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Characterizations, and Intramolecular Quenching Behavior of an Axially-Linked Trinuclear Molecular Wire Containing Ruthenium(II) Porphycenes2015

    • 著者名/発表者名
      Abe, M.; Ashigara, S.; Okawara, T.; Hisaeda, Y.
    • 雑誌名

      Rapid Communication in Photoscience

      巻: 未定 号: 1 ページ: 22-24

    • DOI

      10.5857/rcp.2015.4.1.22

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] B12-TiO2 Hybrid Catalyst for Light-Driven Hydrogen Production and Hydrogenation of C-C Multiple Bonds2014

    • 著者名/発表者名
      Shimakoshi, H.; Hisaeda,Y.
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 79 ページ: 1250-1253

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Polymerized Ionic Liquid-supported B12 Catalyst with a Ruthenium Trisbipyridine Photosensitizer for Photocatalytic Dechlorination in Ionic Liquids2014

    • 著者名/発表者名
      Zhang, W.; Shimakoshi, H.; Houfuku, N.; Song,X.; Hisaeda, Y.
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 43 号: 37 ページ: 13972-13978

    • DOI

      10.1039/c4dt01360c

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Alkylcobyrinate from sucralose and mechanistic aspects of its Co-C bond cleavage2014

    • 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

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a series of multiply meso-acetoxylated porphycenes2014

    • 著者名/発表者名
      Okawara, T.; Abe,M.; Hisaeda,Y.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 55 号: 45 ページ: 6193-6197

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2014.09.057

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Heterometallic Protocol for Turn-On Fluorescence. Synthesis, Structure, and Luminescence Behavior of Diruthenium(III)-Magnesium(II) Complex Decorated with Four Pyrenecarboxylates2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ikegami, Masaaki Abe, and Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 43 号: 4 ページ: 456-458

    • DOI

      10.1246/cl.131093

    • NAID

      130004868029

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of Molecular Communication Interface Formed from Cerasome and Hydrophobic Vitamin B<sub>12</sub> on Glassy Carbon Electrode2014

    • 著者名/発表者名
      Qiao, Y.; Tahara, K.; Zhang, Q.; Song, X.-M.; Hisaeda, Y.; Kikuchi. J.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 号: 5 ページ: 684-686

    • DOI

      10.1246/cl.140025

    • NAID

      130004868138

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Co(II)/Co(I) Reduction-induced Axial Histidine-flipping in Myoglobin Reconstituted with a Cobalt Tetradehydrocorrin as a Methionine Synthase Model2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hayashi, Yoshitsugu Morita, Eiichi Mizohata, Koji Oohora, Jun Ohbayashi, Tsuyoshi Inoue, and Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 50 号: 83 ページ: 12560-12563

    • DOI

      10.1039/c4cc05448b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Proton-Coupled Electron Transfer of a Pd(II) Hydroxyporphycene Complex2013

    • 著者名/発表者名
      Toru Okawara, Masaaki Abe, Hisashi Shimakoshi, and Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      Res. Chem. Intermed.

      巻: 39 号: 1 ページ: 161-176

    • DOI

      10.1007/s11164-012-0640-8

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dechlorination of DDT Catalyzed by Visible-Light-Driven System Composed of Vitamin B_<12> Derivative and Rhodamine B2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tahara, K. Mikuriya, T. Masuko, J. Kikuchi, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      J. Porphyr. Phthalocya

      巻: Vol.17, No.1-2 号: 01n02 ページ: 135-141

    • DOI

      10.1142/s1088424612501398

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metallopolymer Films Exhibiting Three-color Electrochromism in the UV/Vis and Near-IR Region: Remarkable Utility of Trimetallic Clusters Bearing Thienyl Pendants and Their Mixed-valent Charge Transfer Transitions2013

    • 著者名/発表者名
      Rumiko Matsuse, Masaaki Abe, Yuki Tomiyasu, Atsushi Inatomi, Hiroaki Yonemura, Sunao Yamada, and Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      J. Inorg. Organomet. Polym.

      巻: 23 号: 1 ページ: 136-146

    • DOI

      10.1007/s10904-012-9758-9

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Characterization, Co-S Bond of a Vitamin B12 Model Complex Having Pentafluorophenylthiolate as an Axial Ligand2013

    • 著者名/発表者名
      Tahara, K.; Matsuzaki, A.; Masuko, T.; Kikuchu, J.; Hisaeda, Y.
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 42 号: 18 ページ: 6410-6416

    • DOI

      10.1039/c3dt00042g

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Electron Transfer in Supramolecular Donor-Acceptor dyad of Zn Corrphycene2013

    • 著者名/発表者名
      M. Fujitsuka, Y. Hisaeda, T. Majima
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 15 号: 15 ページ: 5677-5683

    • DOI

      10.1039/c3cp43795g

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioinspired catalytic reactions with vitamin B12 derivative and photosensitizers2013

    • 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

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterizations of meso-Disubstituted Asymmetric Porphycenes2013

    • 著者名/発表者名
      Masatsugu Taneda, Akihiro Tanaka, Hisashi Shimakoshi, Atsushi Ikegami, Koichi Hashimoto, Masaaki Abe, and Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 54 号: 42 ページ: 5727-5729

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2013.08.026

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] バイオインスパイアード錯体化学<ピロール系金属錯体の化学>2014

    • 著者名/発表者名
      久枝 良雄
    • 学会等名
      第3回錯体化学若手の会 九州・沖縄支部勉強会
    • 発表場所
      九州大学理学研究院、福岡
    • 年月日
      2014-11-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical Bioinspired Catalytic Reactions Mediated by Hydrophobic Vitamin B122014

    • 著者名/発表者名
      Hisaeda, Y.
    • 学会等名
      Electrochemistry 2014
    • 発表場所
      Mainz, Germany
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalytic Reactions:Lessons from Vitamin B12 Enzymes2014

    • 著者名/発表者名
      Hisaeda, Y.
    • 学会等名
      XXVI Internatioal Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Redox Behavior and Reaction of Cobalt Porphycene Derivative2014

    • 著者名/発表者名
      Hisaeda, Y.
    • 学会等名
      The 225th ECS Meeting
    • 発表場所
      Orlando, USA
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalysts with Cobalt Complexes and Photosensitizers:Lessons from Vitamin B12-dependent Enzymes2013

    • 著者名/発表者名
      Hisaeda, Y.
    • 学会等名
      6th International Conference on Green & Sustainable Chemistry (GSC-6)
    • 発表場所
      Nottingham, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Catalysts with Vitamin B12 Derivative and Photoseneitizers2013

    • 著者名/発表者名
      Hisaeda, Y.
    • 学会等名
      20th International SPACC Symposium
    • 発表場所
      Changchun, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preparation and Reactions of Porphycenes and Cobalt Prophycene2013

    • 著者名/発表者名
      Hisaeda, Y.
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Organic Reactions (ISOR-11)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photochemical and Electrochemical Reactions of Porphycenes and Cobalt Porphycene2013

    • 著者名/発表者名
      Hisaeda, Y.
    • 学会等名
      Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience (KJFP-2013)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bioinspired Matrials: Lessons from Metalloenzymes with Tetrapyrrole Compounds

    • 著者名/発表者名
      Hisaeda, Y.
    • 学会等名
      Special Lecture on Lucite International UK Ltd.
    • 発表場所
      Lucite International UK Ltd., Darlington, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 環境問題解決のための先進的技法2015

    • 著者名/発表者名
      嶌越恒, 久枝良雄
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      花書院
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] ゾル-ゲル法の最新応用と展望2014

    • 著者名/発表者名
      嶌越恒, 久枝良雄
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 光化学の辞典2014

    • 著者名/発表者名
      久枝良雄
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Encyclopedia of Applied Electrochemistry, 1st Edition2014

    • 著者名/発表者名
      Shimakoshi, H.; Hisaeda, Y.
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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