2021 年度研究成果報告書

高耐久性を有する超分子カプセル内包型錯体触媒の合成と機能評価

研究課題

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研究課題/領域番号	18H01996
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関	九州大学
研究代表者	酒井健九州大学, 理学研究院, 教授 (30235105)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	人工光合成
研究成果の概要	本研究課題では、より高耐久な分子性触媒系の構築を目指し研究を行った。安定度の向上を目指したアプローチの１つとして、錯体触媒の超分子カプセルへの内包挙動を詳細に評価した。さらに、水素生成が有利な水溶液系においても優れた選択性を示す高活性CO2還元分子性触媒の開発に成功した。その要因について、本錯体触媒は中心金属はCo(II)状態を維持することが判明し、位相が整合するCo(II)種とCO2の活性化が促進される一方、位相が整合することからCo(I)中間種では促進される水素イオンの活性化が抑制されることが示された。さらに、水素生成、並びに酸素発生分子性触媒の開発と機能制御にも成功した。
自由記述の分野	錯体化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	生命現象は高度に組織化された生体高分子やタンパク質などが巧みに組み合わさり、様々な化学的現象によって成り立っている。依然人類が太刀打ちできないほど高精度の物質変換過程が高効率に促進されている。植物の行う窒素固定や炭素固定はその代表例と言え、その全てがいわゆる分子性の反応場によって構成されている。本研究では、人工的に開発した金属錯体が人工光合成反応過程を高効率に触媒することを明らかにした。また、その優れた触媒特性の活性制御因子を明らかにした。さらに、より高耐久な反応系の構築に対する設計指針を得ることにも成功した。