配位子保護金属クラスターの組成制御と機能探索

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18064017
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 北海道大学 (2007-2009); 分子科学研究所 (2006)
• 研究代表者: 佃 達哉 北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (90262104)
• 連携研究者: 根岸 雄一 東京理科大学, 理学部, 講師 (20332182) ; 角山 寛規 北海道大学, 触媒化学研究センター, 助教 (40390661)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: 有機保護金属クラスター / 化学組成 / 質量分析 / 触媒作用

研究概要

百個以下の原子からなる金属クラスターでは、量子サイズ効果によってバルク金属では見られない新規の物性・機能が発現する。またこれらの金属クラスターは比表面積が高いため、有機分子を表面に配位すると異種元素間での電荷移動やコア部分の構造変形が誘起され、複合系全体の物性に対して本質的な効果を及ぼすものと予想される。本研究では、チオールやホスフィンなどの有機配位子やPVPなどの高分子で表面が保護された金クラスターを、化学組成を精密に制御しながら系統的に合成する手法を開発した.さらに、それらの幾何構造および電子状態を評価し、光学特性・触媒作用などを中心としてナノクラスターに特異的な新しい機能の探索を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Efficient and Selective Epoxidation of Styrene with TBHP Catalyzed by Au25 Clusters on Hydroxyapatite (2010)
  • 著者名/発表者名: Liu, Y.; Tsunoyama, H.; Akita, T.
  • 雑誌名: Tsukuda T. Chem. Commun 46 ページ: 550-552
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magic Numbers of Gold Clusters Stabilized by PVP (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsunoyama, H.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 131 ページ: 18216-18217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size Determination of Gold Clusters by Polyacrylamide Gel Electrophoresis in a Large Cluster Region (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K.; Sugimoto, N.; Sato, S.; Yao, H.; Negishi, Y.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 113 ページ: 14076-14082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of ~1 nm Gold Clusters Confined within Mesoporous Silica and Microwave-Assisted Catalytic Application for Alcohol Oxidation (2009)
  • 著者名/発表者名: Liu, Y.; Tsunoyama, H.; Akita, T.; Tsukuda T.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 113 ページ: 13457-13461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Electronic Structures of Au Clusters Stabilized by Poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) on Aerobic Oxidation Catalysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsunoyama, H.; Ichikuni, N.; Sakurai, H.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 131 ページ: 7086-7093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aerobic Oxygenation of Benzylic Ketons Promoted by Gold Nanocluster Catalyst (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, H.; Kamiya, I.; Kitahara, H.; Tsunoyama, H.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: SYNLETT ページ: 245-248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microfluidic Synthesis and Catalytic Application of PVP-Stabilized, ~1 nm Gold Clusters (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsunoyama, H.; Ichikuni, N.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: Langmuir 24 ページ: 11327-11330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand Exchange of Au25SG18 Leading to Functionalized Gold Clusters: Spectroscopy, Kinetics and Luminescence (2008)
  • 著者名/発表者名: Shibu, E.S.; Habeeb Muhammed, M.A.; Tsukuda, T.; Pradeep, T.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 112 ページ: 12168-12176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ubiquitous 8 and 29 kDa Gold:Alkanethiolate Cluster Compounds: Mass-Spectrometric Determination of Molecular Formulas and Structural Implications (2008)
  • 著者名/発表者名: Chaki, N.K.; Negishi, Y.; Tsunoyama, H.; Shichibu, Y.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 130 ページ: 8608-8610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Structure of Dendrimer-Au Hybrid Nanoparticle: Hard X-ray Photoemission Study (2008)
  • 著者名/発表者名: Murase, Y.; Kitagawa, T.; Imamura, M.; Tanaka, A.; Yasuda, H.; Negishi, Y.; Tsukuda, T.; Ueda, S.; Yamashita, Y.; Yoshikawa, H.; Kobayashi, K.
  • 雑誌名: Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 33 ページ: 169-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extremely High Stability of Glutathionate-Protected Au25 Clusters against Core Etching (2007)
  • 著者名/発表者名: Shichibu, Y.; Negishi, Y.; Tsunoyama, H.; Kanehara, M.; Teranishi, T.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: Small 3 ページ: 835-839
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Alkanethiolate-Protected Gold Clusters with Unprecedented Core Sizes in the Thiolation of Polymer-Stabilized Gold Clusters (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsunoyama, H.; Nickut, P.; Negishi, Y.; Al-Shamery, K.; Matsumoto, Y.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 4153-4158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Ag-Doping on Catalytic Activity of PVP-Stabilized Au Clusters in Aerobic Oxidation of Alcohol (2007)
  • 著者名/発表者名: Chaki, N.K.; Tsunoyama, H.; Negishi, Y.; Sakuai, H.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 4885-4888
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lewis Acidic Character of Zero-Valent Gold Nanoclusters under Aerobic Conditions: Intramolecular Hydroalkoxylation of Alkenes, Kamiya (2007)
  • 著者名/発表者名: I.; Tsunoyama, H.; Tsukuda, T.; Sakurai, H.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 36 ページ: 646-647
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biicosahedral Gold Clusters [Au25(PPh3)10(SCnH2n+1)5Cl2]2+ (n=2-18): a Stepping Stone to Cluster-Assembled Materials (2007)
  • 著者名/発表者名: Shichibu, Y.; Negishi, Y.; Watanabe, T.; Chaki, N.K.; Kawaguchi, H.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 7845-7847
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thiolate-Induced Structural Reconstruction of Gold Clusters Probed by 197Au Mossbauer Spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, K.; Kobayashi, Y.; Negishi, Y.; Seto, M.; Iwasa, T.; Nobusada, K.; Tsukuda, T.; Kojima, N.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 129 ページ: 7230-7231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Structure of Dendrimer-Encapsulated Au Nanocluster (2007)
  • 著者名/発表者名: Imamura, M.; Miyashita, T.; Tanaka, A.; Yasuda, H.; Negishi, Y.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. D 43 ページ: 233-236
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Normal and Inverted Gold-Silver Core-Shell Architectures in -Cyclodextrin and their Application in SERS (2007)
  • 著者名/発表者名: Pande, S.; Ghosh, S.K.; Praharaj, S.; Panigrahi, S.; Basu, S.; Jana, S.; Pal, A.; Tsukuda, T.; Pal, T.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 10806-10813
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of Magic Stability of Thiolated Gold Clusters: a Case Study on Au25(SC6H13)18 (2007)
  • 著者名/発表者名: Negishi, Y.; Chaki, N.K.; Shichibu, Y.; Whetten, R.L.; Tsukuda, T.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 129 ページ: 11322-11323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermosensitive Gold Nanoclusters Stabilized by Well-Defined Vinyl Ester Star Polymers: Reusable and Durable Catalysts for Aerobic Alcohol Oxidation (2007)
  • 著者名/発表者名: Kanaoka, S.; Yagi, N.; Fukuyama, Y.; Aoshima, S.; Tsunoyama, H.; Tsukuda, T.; Sakurai, H.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 129 ページ: 12060-12061
  • 査読あり
• [学会発表] Ligand-protected gold clusters -synthesis, structures, and stabilities- (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukuda
  • 学会等名: International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters XIV (ISSPIC XIV)
  • 発表場所: Valladolid
  • 年月日: 2008-09-19
• [図書] クラスターの科学:機能性ナノ構造体の創生 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西信之・佃達哉・斉藤真司・矢ケ崎琢磨
  • 総ページ数: 152
  • 出版者: 米田出版
• [図書] Systematic Synthesis of Monolayer-Protected Gold Clusters with Well-Defined Chemical Compositions(B.Corain, G.Schmid, N.Toshima, Metal Nanoclusters in Catalysis and Materials Science: the Issue of Size-Control)
  • 著者名/発表者名: Tsukuda, T.; Tsunoyama, H.; Negishi, Y.
  • 総ページ数: 458
  • 出版者: Elsevier