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2020 年度 実績報告書

複数の小分子の逐次的放出機能をもつ階層型配位高分子の合成

研究課題

研究課題/領域番号 19K15591
研究機関大阪市立大学

研究代表者

田部 博康  大阪市立大学, 人工光合成研究センター, 特任講師 (50803764)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード配位高分子 / ナノ粒子 / 配位子交換反応 / コアシェル / プルシアンブルー
研究実績の概要

研究計画に掲げた階層型配位高分子を合成するためには、コアおよびシェルの双方に反応活性を持たせることが重要である。1年度目では、様々なシアノ架橋錯体ポリマーのコアシェル型微粒子を合成し、その反応特性について評価した。具体的には、反応不活性なシアノ架橋金属錯体ポリマーをコア、活性な錯体ポリマーをシェルとすることで、コア部位とシェル部位の相互作用、および外部環境に応答するシェルの厚さについて詳細に評価した。シアノ架橋金属錯体ポリマーの酸化触媒能から以上の評価を行ったところ、シアノ架橋金属錯体ポリマー粒子表面から7 nm付近までが、外部環境の影響を受けて反応する部位であることが分かった。
以上の結果を踏まえ、2年度目には、小分子を単座配位子として含むシアノ架橋金属錯体ポリマーを合成し、単座配位子の置換活性(小分子の放出機能)について評価した。ヘキサシアノ金属酸イオン([FeII(CN)6]n-)の代わりに、ペンタシアノアンミン金属酸イオン([FeII (CN)5(NH3)]n-)を原料としてシアノ架橋金属錯体ポリマーを合成した。種々の金属イオンと[FeII (CN)5(NH3)]n-を原料としてシアノ架橋金属錯体ポリマーを合成したところ、金属イオン種によりNH3の放出特性が異なることを見出した。さらに、各種分光測定により、NH3放出特性の違いがCN-配位子を通じた金属イオン間の電子的相互作用に由来することを見出した。
上記研究成果のうち、1年目の成果の一部はApplied Catalysis B: Environmental誌に、2年目の成果の一部はInorganic Chemistry誌にそれぞれ掲載されている。残る部分も本報告書「7. 研究発表」に示した各学会で発表済であり、現在論文執筆中である。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) 図書 (2件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 細胞内での触媒科学2021

    • 著者名/発表者名
      田部 博康
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 63 ページ: 57

  • [雑誌論文] Utilization of core-shell nanoparticles to evaluate subsurface contribution to water oxidation catalysis of [CoII(H2O)2]1.5[CoIII(CN)6] nanoparticles2020

    • 著者名/発表者名
      Tabe Hiroyasu, Kitase Akira, Yamada Yusuke
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B: Environmental

      巻: 262 ページ: 118101

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2019.118101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Open Sites on FeII Ions Stabilized by Coupled Metal Ions in CN-Deficient Prussian Blue Analogues for High Catalytic Activity in the Hydrolysis of Organophosphates2020

    • 著者名/発表者名
      Yamane Mari, Tabe Hiroyasu, Kawakami Masami, Tanaka Hisashi, Kawamoto Tohru, Yamada Yusuke
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 59 ページ: 16000-16009

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c02528

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immobilization of Ir(OH)3 Nanoparticles in Mesospaces of Al-SiO2 Nanoparticles Assembly to Enhance Stability for Photocatalytic Water Oxidation2020

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Gentaro, Tabe Hiroyasu, Yamada Yusuke
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 10 ページ: 1015

    • DOI

      10.3390/catal10091015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single‐Crystal‐to‐Single‐Crystal Installation of Ln4(OH)4 Cubanes in an Anionic Metallosupramolecular Framework2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Nobuto, Meundaeng Natthaya, Tabe Hiroyasu, Yamada Yusuke, Yamashita Satoshi, Nakazawa Yasuhiro, Konno Takumi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 ページ: 18048-18053

    • DOI

      10.1002/anie.202008296

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single‐Crystal‐to‐Single‐Crystal Installation of Ln4(OH)4 Cubanes in an Anionic Metallosupramolecular Framework2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Nobuto, Meundaeng Natthaya, Tabe Hiroyasu, Yamada Yusuke, Yamashita Satoshi, Nakazawa Yasuhiro, Konno Takumi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie

      巻: 132 ページ: 18204~18209

    • DOI

      10.1002/ange.202008296

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 配位不飽和サイトを意図的に導入した配位高分子の合成と触媒機能2020

    • 著者名/発表者名
      田部 博康
    • 雑誌名

      Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry

      巻: 76 ページ: 12-13

  • [学会発表] 水素結合性小分子に結合した過酸化水素の安定性評価2021

    • 著者名/発表者名
      山口涼太, 田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] カウンターカチオンによるアニオン性配位高分子トポロジーの制御2021

    • 著者名/発表者名
      向井美樹, 田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 種々のシアノ架橋金属錯体ポリマーのリン酸エステル吸着特性2021

    • 著者名/発表者名
      萬昇馬, 田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] アミノ基で表面修飾されたシリカナノ粒子集合体のメソ空間への酵素の固定化2021

    • 著者名/発表者名
      大島滉主, 田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 意図的に欠陥部位を導入した配位高分子の固体触媒機能評価2021

    • 著者名/発表者名
      田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      2020年度大阪市立大学人工光合成研究センター活動報告会
  • [学会発表] 2価金属イオンの添加によるシアノ架橋金属錯体の触媒耐久性の向上2021

    • 著者名/発表者名
      関優介, 田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      2020年度大阪市立大学人工光合成研究センター活動報告会
  • [学会発表] カウンターカチオンによるアニオン性配位高分子トポロジーの制御2021

    • 著者名/発表者名
      向井美樹, 田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      2020年度大阪市立大学人工光合成研究センター活動報告会
  • [学会発表] 水素結合性小分子に結合した過酸化水素の安定性評価2021

    • 著者名/発表者名
      山口涼太, 田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      2020年度大阪市立大学人工光合成研究センター活動報告会
  • [学会発表] 可視光応答型水分解を目指したCoII含有配位高分子―白金担持硫化物複合体の調製2021

    • 著者名/発表者名
      田部博康
    • 学会等名
      新学術領域研究「革新的光物質変換」第3回公開シンポジウム
  • [学会発表] 可視光応答型水分解を目指した配位高分子―白金担持硫化物複合体の調製2021

    • 著者名/発表者名
      田部博康
    • 学会等名
      新学術領域研究「革新的光物質変換」C班班会議
  • [学会発表] NiIIイオンを添加したFeIII[CoIII(CN)6]の有機リン酸エステル加水分解における触媒安定性2020

    • 著者名/発表者名
      関優介, 田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] ジペプチドを利用した低濃度の過酸化水素の吸着分離2020

    • 著者名/発表者名
      山口涼太, 田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] 希土類元素を含む配位高分子のリン酸エステル加水分解触媒活性2020

    • 著者名/発表者名
      萬昇馬, 田部博康, 山田裕介
    • 学会等名
      第126回触媒討論会
  • [学会発表] 酸性ホスファターゼを固定化したメソ多孔性シリカナノ粒子集合体の耐久性向上2020

    • 著者名/発表者名
      大島滉主, 田部博康, 池山秀作, 山田裕介
    • 学会等名
      第126回触媒討論会
  • [学会発表] 酸窒化物光触媒の可視光酸素生成を促進するコバルトシアノフェレート助触媒2020

    • 著者名/発表者名
      松岡 輝,冨田 修,田部 博康,鈴木 肇,坂本 良太,山田 裕介,阿部 竜
    • 学会等名
      第126回触媒討論会
  • [図書] Cell-inspired materials and engineering2021

    • 著者名/発表者名
      Packwood D. M., Wang D. O. Eds.
    • 総ページ数
      284
    • 出版者
      Springer International Publishing
    • ISBN
      9783030559236
  • [図書] 光エネルギー変換における分子触媒の新展開 天然光合成を凌駕する反応系の構築を目指して2020

    • 著者名/発表者名
      日本化学会 編
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759813982
  • [備考] 大阪市立大学人工光合成研究センター

    • URL

      https://www.recap.osaka-cu.ac.jp/

  • [備考] 大阪市立大学大学院工学研究科 化学生物系専攻 無機工業化学研究室

    • URL

      http://www.a-chem.eng.osaka-cu.ac.jp/yamadalab/

  • [産業財産権] ペプチド-過酸化水素付加物及びその製造方法2020

    • 発明者名
      山田裕介, 田部博康
    • 権利者名
      山田裕介, 田部博康
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-036881

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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