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2019 年度 実施状況報告書

生物無機化学を基礎とした環境化学への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 19K22204
研究機関九州大学

研究代表者

久枝 良雄  九州大学, 工学研究院, 教授 (70150498)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワード生体関連金属錯体 / ビタミンB12 / 有機ハロゲン化物 / 光増感剤 / 電気化学反応
研究実績の概要

生体関連金属錯体の化学を基礎として、環境汚染物質や毒物を安全に分解できる手法の提案を行い、環境化学の新分野を開拓する目的で本研究を実施している。令和元年度は、研究ターゲットとして、「環境汚染物質(有機ハロゲン化物)の安全な分解、有用物質への変換法の提案」を実施した。生物無機化学を基礎として、酵素反応のモデル化のみに囚われず、人類の生活に役立つ環境化学への展開に挑戦することが本研究の目的である。
環境汚染物質(有機ハロゲン化物)の安全な分解と有用物質への変換法の提案について、研究を実施した。酸化チタンとビタミンB12誘導体の組合せにより、すでに光により活性化するハイブリッド触媒系の開発に成功している。そこで、より効率の高いハイブリッド触媒の開発と有機ハロゲン系環境汚染物質の安全な分解反応に挑戦した。その結果、紫外線または可視光で活性化し、有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応が効率良く進行することを見出した。
更に、単なる分解ではなく、環境汚染物質から有用物質への変換を行った。たとえば、有機塩素化合物から有用なエステル類やアミド化合物への変換反応を見出し、新たな環境浄化触媒の領域を創成する端緒を拓いた。具体的には、トリハロメタン類を脱ハロゲン化し、酸素存在下では酸塩化物が生成する。この系にアルコールが存在すると相当するエステル誘導体が、アミン類が存在すると相当するアミド化合物が生成することを見出した。

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

生体関連金属錯体の化学を基礎として、環境汚染物質を安全に分解できる手法の提案を行い、環境化学の新分野を開拓する目的で本研究を実施している。令和元年度は、研究ターゲットとして、「環境汚染物質(有機ハロゲン化物)の安全な分解、有用物質への変換法の提案」を実施した。
環境汚染物質(有機ハロゲン化物)の安全な分解と有用物質への変換法の提案について、研究を実施した。酸化チタンとビタミンB12誘導体の組合せにより、光により活性化するハイブリッド触媒系の開発に成功している。そこで今年度は、より効率の高いハイブリッド触媒の開発と有機ハロゲン系環境汚染物質の安全な分解反応に挑戦した。更に、単なる分解ではなく、環境汚染物質から有用物質への変換を行った。具体的には、有機塩素化合物から有用なエステル類やアミド化合物への変換反応を見出し、新たな環境浄化触媒の領域を創成する端緒を拓いた。これらの成果により研究は順調に進行していると言える。

今後の研究の推進方策

本研究では、生体関連金属錯体の化学を基礎として、環境汚染物質や毒物を安全に分解できる手法の提案を行い、環境化学の新分野を開拓する目的で研究を実施している。令和元年度は、研究ターゲットとして、「環境汚染物質(有機ハロゲン化物)の安全な分解、有用物質への変換法の提案」を実施した。生物無機化学を基礎として、酵素反応のモデル化のみに囚われず、人類の生活に役立つ環境化学への展開に挑戦している。
今年度は、環境汚染物質(有機ハロゲン化物)の安全な分解と有用物質への変換法の提案について、研究を実施した。酸化チタンとビタミンB12誘導体の組合せにより、光により活性化するハイブリッド触媒系の開発に成功した。また、より効率の高いハイブリッド触媒の開発と有機ハロゲン系環境汚染物質の安全な分解反応に挑戦した。更に、単なる分解ではなく、環境汚染物質から有用物質への変換を行った。有機塩素化合物から有用なエステル類やアミド化合物への変換反応を見出し、新たな環境浄化触媒の領域を創成する端緒を拓いた。次年度は、酸化チタンに金属を担持し、可視光で活性化する酸化チタンービタミンB12誘導体のハイブリッド触媒系を展開したい。予備実験では面白い成果が得られており、可視光で機能する高活性な触媒系を構築したい。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Polish Academy of Science(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      Polish Academy of Science
  • [雑誌論文] Visible light-driven photocatalytic duet reaction catalyzed by the B12-rhodium-titanium oxide hybrid catalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Shichijo Keita、Fujitsuka Mamoru、Hisaeda Yoshio、Shimakoshi Hisashi
    • 雑誌名

      Journal of Organometallic Chemistry

      巻: 907 ページ: 121058~121058

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2019.121058

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible Light‐Driven, One‐pot Amide Synthesis Catalyzed by the B12Model Complex under Aerobic Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Tian Hui、Shimakoshi Hisashi、Ono Toshikazu、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 84 ページ: 237~240

    • DOI

      10.1002/cplu.201800522

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox active ionic liquid as efficient mediator and solvent for visible light-driven B12 catalytic reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Shimakoshi Hisashi、Houfuku Noriyuki、Chen Li、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Green Energy & Environment

      巻: 4 ページ: 116~120

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.gee.2019.03.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible Light‐Driven, Room Temperature Heck‐Type Reaction of Alkyl Halides with Styrene Derivatives Catalyzed by B 12 Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Chen Li、Hisaeda Yoshio、Shimakoshi Hisashi
    • 雑誌名

      Advanced Synthesis & Catalysis

      巻: 361 ページ: 2877~2884

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/adsc.201801707

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Learning From Vitamin B 12 ‐Mediated Reactions: Cobalt(III)?Carbon‐Assisted Catalytic C?H Difluoroacylation of (Hetero)Arenes through Controlled‐Potential Electrolysis2019

    • 著者名/発表者名
      Hossain Md. Jakir、Ono Toshikazu、Yano Yoshio、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 6 ページ: 4199~4203

    • DOI

      10.1002/celc.201900164

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible light-driven cross-coupling reactions of alkyl halides with phenylacetylene derivatives for C(sp3)?C(sp) bond formation catalyzed by a B12 complex2019

    • 著者名/発表者名
      Chen Li、Kametani Yohei、Imamura Kenji、Abe Tsukasa、Shiota Yoshihito、Yoshizawa Kazunari、Hisaeda Yoshio、Shimakoshi Hisashi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 ページ: 13070~13073

    • DOI

      10.1039/C9CC06185A

    • 査読あり
  • [学会発表] 生物無機化学を基盤とした環境化学への挑戦: 光および電気化学的に活性化するバイオインスパイアード触媒2019

    • 著者名/発表者名
      久枝良雄
    • 学会等名
      福岡大学講演会2019
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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