| 研究概要 |
工業的にメタンをメタノールに変換する過程では厳しい反応条件が必要である為、エネルギー多消費型であり、メタンを炭化水素資源として用いるには地球温暖化への対策からも、より穏和な条件で反応する触媒の開発が必要である。鉄を活性中心にもつMMOという酵素は常温で高選択的にメタンをメタノールに変換できる酵素として注目されている。そこで、この機能モデルとして、鉄と同族で高酸化状態でも安定なルテニウムを中心金属とし、さらにMMOの活性中心を取り巻くペプチド基に倣い、規則的に枝分かれした構造をもつデンドロンを導入した錯体を合成し、炭化水素類に対する新たな酸素化触媒の開発を目指した。
デンドロンは分子量分布を持たず、単一分子量であること、中心部位の空間充填密度が低く、中心部位の活性が保持されること、様々な溶解性を持つものを容易に合成できる等、従来の高分子化合物とは異なる性質を示す。デンドロンを導入することで、中心部が嵩高い基に保護された錯体となり、酵素により近いMMOの機能モデルの実現が期待される。
本研究では二座配位子と三座配位子が配位した混合配位型ルテニウム錯体をコアとして用い、その合成を検討した。二座配位子として4,4'-ジカルボキシ-2,2'-ビピリジン、また三座配位子として2,6-ビス(1-ピラゾリル)ピリジンを合成し、さらに混合配位型ルテニウム錯体を合成した。デンドロンとしては、比較的合成が簡便なポリベンジルエーテル型デンドロンを用いた。錯体上に残ったカルボキシル基を酸塩化物としたのち、デンドロンと反応させ目的とするデンドリマー型ルテニウム錯体を合成した。第1世代、第2世代、第3世代と世代が進むにつれ高分子量でかつ規則的に枝分かれした側鎖を持つ錯体が得られた。世代が進んだものほど核磁気共鳴スペクトルのピークの広幅化が観測された。これは分子運動の低下によるものと推定され、嵩高い側鎖を持つデンドリマー錯体特有の性質を示すことがわかった。
今後、得られたデンドリマー型錯体を用いて、非極性溶媒中における触媒的アルカン酸化反応の検討を行う。
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