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2016 年度 実施状況報告書

光機能性ポリヘドロ ン型超分子金属錯体の創成と高効率水素生成触媒への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15K17897
研究機関島根大学

研究代表者

片岡 祐介  島根大学, 総合理工学研究科, 助教 (20725543)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード人工光合成 / 多核金属錯体 / 水素生成
研究実績の概要

昨年度の研究成果から、ポリヘドロン状超分子金属錯体は、光増感剤の存在下、優れた光水素発生触媒として機能することを明らかにしている。そこで本年度の研究では、昨年度に開発したポリヘドロン状超分子錯体の合成手法を参考に、光増感剤であるシクロメタレート型イリジウム錯体[Ir(ppy)2(bpy)]+ (ppy = 2-phenylpyridine, bpy = 2,2'-bipyridine) が骨格に含まれた四角形型金属錯体を開発し、光誘起分子内電子移動によって水の光還元による水素生成が可能であるかを調査した。まず初めに我々は、[Rh2Cl2(O2CCH3)2(dtBubpy)2] (錯体1: dtBubpy =4,4'-ditert-buthyl-2,2'-bipyridine)と[Ir(ppy)2(H2dcbpy)]+ (H2dcbpy =2,2'-bipyridine-4,4'-dicarboxylic acid)のカルボン酸交換反応により合成を試みたが、高温反応条件下においても、目的の四角形構造体を得ることができなかった。そこで次に、錯体1とH2dcbpyを反応させる事で、光増感剤を含まない四角形構造体を初めに合成し、その錯体に[Ir(ppy)2Cl]2を後から反応させる事で目的の光増感剤を骨格に有する構造体を得ることに成功した。得られた錯体は、NMRおよび元素分析から純粋物質が生成できていることを確認できている。単結晶に関しては、現在作成中である。また、本金属錯体は、犠牲材の存在下で水素を発生する事が可能であることを確認できた。

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

当初予定していた光増感剤を骨格に内蔵したポリヘドロン状超分子金属錯体の開発に成功しており、本錯体が水素生成が可能であることも明らかにできた。また、本研究で得られた{[Rh2Cl2(dtBubpy)2]4(dcbpy)4}は、当初予定していたシクロメタレート型イリジウム錯体以外の光増感剤も配位させることが可能である為、今後の研究の発展に期待が持てる結果となった。

今後の研究の推進方策

本年度に開発したシクロメタレート型イリジウム錯体を骨格に有するポリヘドロン状超分子金属錯体(四角形構造体)の水の光発生反応をより詳細に調査する。また、反応メカニズム等を明らかにする為に、電気化学測定と量子化学計算を実施する。更には、本年度の研究で新たに開発した{[Rh2Cl2(dtBubpy)2]4(dcbpy)4}に対し、様々な金属塩・金属錯体を反応させることで、異なる光増感剤を有するポリヘドロン状超分子金属錯体の開発を試みる。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A neutral paddlewheel-type diruthenium(III) complex with benzamidinato: synthesis, crystal structure, magnetism, and electrochemical and absorption properties2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kataoka, Saki Mikami, Hiroshi Sakiyama, Minoru Mitsumi, Tatsuya Kawamoto, Makoto Handa
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.poly.2017.03.005

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A New Paddlewheel-type Dirhodium-based Metal-Organic Framework with deprotonated 2,6-Bis(2-benzimidazolyl)pyridine ligand2016

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Yano, Yusuke Kataoka, Hidekazu Tanaka, Tatsuya Kawamoto, Makoto Handa
    • 雑誌名

      Chemistry Select

      巻: 1 ページ: 2571-2575

    • DOI

      10.1002/slct.201600617

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] (4,4'-Dimethoxy-2,2'-bipyridine-κ2N,N')bis[2-(pyridin-2-yl)phenyl-κC1]iridium(III) hexafluoridophosphate unknown solvate2016

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Yano, Yusuke Kataoka, Tatsuya Kawamoto, Makoto Handa
    • 雑誌名

      IUCrData

      巻: 1 ページ: x160487

    • DOI

      10.1107/S2414314616004879

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Paddlewheel-type Dirhodium Tetrapivalate based Coordination Polymer: Synthesis, Characterization, and Self-assembly and Disassembly Transformation Property2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kataoka, Natsumi Yano, Takashi Shimodaira, Yin-Nan Yan, Mikio Yamasaki, Hidekazu Tanaka, Koji Omata, Tatsuya Kawamoto, Makoto Handa
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: 17 ページ: 2810-2815

    • DOI

      10.1002/ejic.201600197

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] New cyclometalated iridium complexes prepared by the post-synthetic modification2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke KATAOKA, Kaede OKUNO, Natsumi YANO, Tatsuya KAWAMOTO, Makoto HANDA
    • 学会等名
      2017 International Conference on Artificial Photosynthesis
    • 発表場所
      立命館大学朱雀キャンパス
    • 年月日
      2017-03-02 – 2017-03-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Anchor-shaped dirhodium complex as a catalyst for water reduction2017

    • 著者名/発表者名
      Natsumi YANO, Yusuke KATAOKA, Tatsuya KAWAMOTO, Makoto HANDA
    • 学会等名
      2017 International Conference on Artificial Photosynthesis
    • 発表場所
      立命館大学朱雀キャンパス
    • 年月日
      2017-03-02 – 2017-03-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocatalytic activity of rhodium doped titanate nanosheet for hydrogen evolution2017

    • 著者名/発表者名
      Wasusate SOONTORNCHAIYAKUL, Takuya FUJIMURA, Yusuke KATAOKA, Ryo SASAI
    • 学会等名
      2017 International Conference on Artificial Photosynthesis
    • 発表場所
      立命館大学朱雀キャンパス
    • 年月日
      2017-03-02 – 2017-03-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Photofunctional Properties of Cyclometalated Iridium Complexes Prepared via Postsynthetic Modification2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kataoka
    • 学会等名
      10th Anniversary International Symposium on Nanomedicine
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城)
    • 年月日
      2016-11-24 – 2016-11-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] パドルホイール型ベンズアミジナート架橋ルテニウム二核錯体の結晶構造と電子状態2016

    • 著者名/発表者名
      三上沙紀, 片岡祐介, 川本達也, 御厨正博, 半田真
    • 学会等名
      2016年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      香川大学幸町キャンパス
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [学会発表] 合成後修飾法による新規燐光性シクロメタレートイリジウム錯体の合成と光機能性2016

    • 著者名/発表者名
      奥野楓, 片岡祐介, 矢野なつみ, 川本達也, 半田真
    • 学会等名
      2016年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      香川大学幸町キャンパス
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [学会発表] Dimer-of-Dimer型ロジウム四核錯体の合成と水からの光水素発生反応2016

    • 著者名/発表者名
      植田光, 片岡祐介, 矢野なつみ, 川本達也, 半田真
    • 学会等名
      2016年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      香川大学幸町キャンパス
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [学会発表] Anchor型ロジウム二核錯体による高効率な水の光還元反応2016

    • 著者名/発表者名
      矢野なつみ, 片岡祐介, 川本達也, 半田真
    • 学会等名
      2016年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      香川大学幸町キャンパス
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [学会発表] 芳香環架橋配位子を有するPaddlewheel型ロジウム二核錯体の合成と水からの光水素発生反応2016

    • 著者名/発表者名
      福本頼輝, 片岡祐介, 矢野なつみ, 半田真
    • 学会等名
      2016年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      香川大学幸町キャンパス
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [学会発表] カルボン酸架橋ランタン型ルテニウム(II,III)二核錯体の電気化学的性質に及ぼす軸配位子の影響2016

    • 著者名/発表者名
      矢入永基, 矢野なつみ, 川内峻, 御厨正博, 片岡祐介, 半田真
    • 学会等名
      2016年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      香川大学幸町キャンパス
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [学会発表] シクロメタレート型ロジウム二核錯体の合成と水からの光水素発生反応2016

    • 著者名/発表者名
      越猪昂幸, 片岡祐介, 矢野なつみ, 半田真
    • 学会等名
      2016年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      香川大学幸町キャンパス
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [学会発表] 2-フェニルベンゾチアゾール類を配位子とする白金錯体の合成と性質2016

    • 著者名/発表者名
      前川貴一, 大森武弥, 多田宣明、北村匠磨, 片岡祐介, 川本達也
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] ベンズアミジナート架橋ルテニウム二核錯体の結晶構造と電子状態2016

    • 著者名/発表者名
      三上沙紀, 片岡祐介, 川本達也, 御厨正博, 半田真
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] Synthesis, Characterization, and Reactivity of the Rh4Cl4-based Carboxylate Complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Yano, Tetsuya Tominaga, Yusuke Kataoka, Tatsuya Kawamoto, Makoto Handa
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] Dimer-of-Dimer型ロジウム四核錯体の合成と光水素発生反応2016

    • 著者名/発表者名
      植田光, 片岡祐介, 川本達也, 半田真
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] Half-Paddlewheel型ロジウム二核錯体の合成と水の光還元反応2016

    • 著者名/発表者名
      矢野なつみ, 片岡祐介, 川本達也, 半田真
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] Theoretical Insights into Anti-ferromagnetism for Tetranuclear Copper(II) Complexes with Phenoxido- and Hydroxido-Bridges2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Handa, Daisuke Yoshioka, Masahiro Mikuriya, Saki Mikami, Toshifumi Akagi, Ichiro Hiromitsu, Yusuke Kataoka
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets
    • 発表場所
      仙台国際会議場
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal Structures and Magnetic Interactions of MMX-Type dirhodium(II,III) Complexes Bridged Benzamidinato2016

    • 著者名/発表者名
      Saki Mikami, Yusuke Kataoka, Tatsuya Kawamoto, Masahiro Mikuriya, Makoto Handa
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets
    • 発表場所
      仙台国際会議場
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental and Theoretical Study for Photochemical Hydrogen Evolution from Water Catalyzed by a Dirhodium Complex2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kataoka
    • 学会等名
      UK-Japan Solar Driven Fuel Synthesis Workshop: Materials, Understanding and Reactor Design
    • 発表場所
      駐日英国大使館
    • 年月日
      2016-06-23 – 2016-06-24
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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