酸素分子活性化能を有する二核鉄錯体の創製

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05142
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 金沢大学
• 研究代表者: 古舘 英樹 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (40332663)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 二核鉄ペルオキソ錯体 / 酸素分子活性化 / C-H結合酸化 / 機能モデル / 反応中間体 / 酸化反応

研究成果の概要

生体系には，カルボン酸架橋の二核鉄中心により酸素分子を活性化し，メタンやトルエンを水酸化する非ヘム型二核鉄酵素であるメタンモノオキシゲナーセ(MMO)やトルエンモノオキシゲナーゼ(TMO)が存在する。これら酵素の触媒サイクルでは，鍵中間体として二核鉄(III)ペルオキソ中間体が分光学的に同定されているが，酵素に類似した酸化反応性を示す二核鉄(III)ペルオキソ錯体の報告例は非常に少ない。本研究では，MMOやTMOの活性中心を模倣した二核鉄錯体を合成し，酸素分子との反応で生成する二核鉄(III)ペルオキソ錯体の構造や物性および酸化反応性を明らかにすることを目的とした。

自由記述の分野

生物無機化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

酸素分子を酸化剤として用いたアルカンやアレーン類の水酸化は現代化学で最も難しく重要な酸化反応のひとつである。メタンのメタノールへの水酸化やクメン法にかわるフェノールの合成は，世界でチャレンジすべき触媒反応１０（1993年時点）にリストアップされているが，生体系のメタンモノオキシゲナーセ（MMO: 2Fe, nCu）やトルエンモノオキシゲナーゼ（TMO: 2Fe）のように酸素分子を活性化し，有機基質を酸化できる物質の報告例はほとんどない。したがって本研究は，多くの研究者が関心を持つ研究課題であり，酸素分子を活性化能を有する物質を合成する意義は大きい。