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2009 年度 実績報告書

金属錯体触媒による電気エネルギーと化学エネルギーの相互変換反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20002005
研究機関分子科学研究所

研究代表者

田中 晃二  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 教授 (00029274)

キーワード光不斉還元反応 / 光化学的2電子還元反応 / 光化学的NAD / NADH型酸化還元反応
研究概要

補酵素NAD/NADH型の酸化還元能を有する2-(2-ジピリジル)-ベンゾ[b]-1,5-ナフチリジン(pbn)配位子を有する[Ru(bpy)_2(pbn)]^<2+>をH_2O/(C_2H_5)_3N/CH_3CN(1:1:8)中で可視光を照射すると2電子還元による[Ru(bpy)_2(pbnHH)]^<2+>が生成する。さらに、同一条件下[Ru(bpy)_n(pbn)_<3-n>]^<2+>(n=0,1)の光還元反応でも,4,6電子還元による[Ru(bpy)_n(pbnHH)_<3-n>]^<2+>が生成した。この結果は単核の金属錯体においても光誘起4,6電子還元反応が論理的に可能であることを示した最初の研究例である。さらにRu(trpy)(bpy)Ru-Cl-Ru(trpy)(bpy)骨格を有する二核Ru錯体をCe(IV)で酸化すると効率良く水の4電子酸化反応による酸素発生が起こることが明らかとなった。酸素発生が終了し、過剰のCe(IV)が消費された反応溶液のラマンスペクトルではH_2^<16>O中では440cm^<-1>と824cm^<-1>に新たなピークが観測された。それらの吸収帯はH_2^<18>O中では424cm^<-1>と780cm^<-1>にシフトした。一方、単核の[Ru(bpy)(trpy)(OH_2)]^<2+>を同様な処理で[Ru(bpy)(trpy)(O)]^<2+>に酸化するとν(Ru^<Iv>=^<16>O)とν(Ru^<Iv>=^<18>O)は819cm^-1と785cm^<-1>に観測された。これらの事実は二核錯体で観測された二つの吸収帯(H_2^<16>Oでは440cm^<-1>,824cm^<-1>)はRu-O-O-Ruに基づくν(Ru-O)とν(O-O)の吸収帯であると結論され、2分子の水が4電子酸化を受けて酸素発生を起こす際の酸素-酸素結合生成過程が初めて確認された。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Metal Catalyzed Reversible Conversion between Chemical and Electrical Energy Intended to Construct a Sustainable Society2009

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka
    • 雑誌名

      The Chemical Record 9

      ページ: 169-186

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Redox States of Ru(OH_2)(Q)(tpy)^<2+>(Q=3,5-di-tert-Butyl-1,2-bemzoquinone, tpy=2, 2':6',2"-terpyridine)and Related Spacies through Experimental and Theoretical Studies2009

    • 著者名/発表者名
      M.Tsai, J.Rochford, D.Polyansky, T.Wada, K.Tanaka, E, Fujita, T.Muckerman
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 48

      ページ: 4372-4383

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Synthesis of Metal Complex Catalysts towards Inter-Conversion between Chemical Energy and Electric One2009

    • 著者名/発表者名
      k.Tanaka
    • 雑誌名

      Bull.Jpn.Soc.Coord.Chem. 53

      ページ: 3-16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metal-catalyzed multi-electron redox reactions of carbon dioxide and water2009

    • 著者名/発表者名
      k.Tanaka
    • 雑誌名

      Chemistry Today 463

      ページ: 56-62

    • 査読あり
  • [学会発表] ルテニウム(ビピリジン)(ターピリジン)錯体を修飾した炭素電極の酸化還元挙動2010

    • 著者名/発表者名
      塚原侑平・和田亨・田中晃二
    • 学会等名
      第90回日本化学会
    • 発表場所
      大阪府 近畿大学
    • 年月日
      2010-03-29
  • [学会発表] Mechanism of O-O bond formation in water oxidation catalyzed by dinuclear ruthenium complex2010

    • 著者名/発表者名
      和田亨, 田中晃二
    • 学会等名
      第90回日本化学会
    • 発表場所
      大阪府 近畿大学
    • 年月日
      2010-03-28
  • [学会発表] アクア配位子のプロトン解離による[Ru(aqua)(dioxolene)]^<2+>錯体の電荷分散状態変化2010

    • 著者名/発表者名
      白正帥・和田亨・田中晃二
    • 学会等名
      第90回日本化学会
    • 発表場所
      大阪府 近畿大学
    • 年月日
      2010-03-28
  • [学会発表] NAD/NADH型酸化還元挙動を示す配位子を有するルテニウム錯体の電気化学特性2010

    • 著者名/発表者名
      宮地麻里子・福嶋貴・和田亨・田中晃二
    • 学会等名
      第90回日本化学会
    • 発表場所
      大阪府 近畿大学
    • 年月日
      2010-03-28
  • [学会発表] Reversible conversion between CO_2 and CH_3OH through six-electron redox reaction aimed to construct a sustainable society2009

    • 著者名/発表者名
      田中晃二
    • 学会等名
      6^<th> Singapore International Chemical Conference 6
    • 発表場所
      Singapore, Singapore
    • 年月日
      2009-12-28
  • [学会発表] Reduction of Carbon Sioxide and Oxiation of methanol through six-electron redix reactions intended to build a sustainable Society2009

    • 著者名/発表者名
      田中晃二
    • 学会等名
      2^<nd> Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 発表場所
      China, Nanjing
    • 年月日
      2009-11-03
  • [学会発表] Photochemical Multi-electron Redox Reactions Intended to Build a Sustainable Society2009

    • 著者名/発表者名
      田中晃二
    • 学会等名
      第59回錯体化学討論会
    • 発表場所
      長崎県 長崎大学
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] ビス(ターピリジル)アントラセンで架橋されたビス(ルテニウムービピリジン)錯2009

    • 著者名/発表者名
      和田亨・田中晃二
    • 学会等名
      第59回錯体化学討論会
    • 発表場所
      長崎県 長崎大学
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] NAD+型の配位子(pbn)を持つルテニウム錯体の光化学的多電子還元反応2009

    • 著者名/発表者名
      福嶋貴・田中晃二
    • 学会等名
      第59回錯体化学討論会
    • 発表場所
      長崎県 長崎大学
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] ルテニウム錯体におけるNADモデル配位子の置換基効果2009

    • 著者名/発表者名
      大津英揮・福嶋貴・田中晃二
    • 学会等名
      第59回錯体化学討論会
    • 発表場所
      長崎県 長崎大学
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] AD/NADH型配位NAD/NADH型配位子を有するルテニウム錯体の酸化還元挙動2009

    • 著者名/発表者名
      宮地麻里子・福嶋貴・越山圭美・和田亨・田中晃二
    • 学会等名
      第59回錯体化学討論会
    • 発表場所
      長崎県 長崎大学
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] C-C共有結合で炭素電極に修飾したルテニウム(ビピリジン)(ターピリジン)錯体2009

    • 著者名/発表者名
      塚原侑平・和田亨・田中晃二
    • 学会等名
      第59回錯体化学討論会
    • 発表場所
      長崎県 長崎大学
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] Approach to Six-electron Redox Reactions between CO2 and CH3OH Intended to Build a Sustainable Society2009

    • 著者名/発表者名
      田中晃二
    • 学会等名
      Japan-Canada Coordination Space Symposium 2009
    • 発表場所
      Canada, Banf
    • 年月日
      2009-07-10
  • [学会発表] NAD+/NADH型配位子を持つルテニウム錯体の光化学的多電子還元反応2009

    • 著者名/発表者名
      福嶋貴・田中晃二
    • 学会等名
      第89回日本化学会
    • 発表場所
      東京都 立教大学
    • 年月日
      2009-03-26
  • [学会発表] ルテニウム-ジオキソレン-アンミン錯体の水溶液中における電気化学的2009

    • 著者名/発表者名
      小澤弘宜・和田亨・田中晃二
    • 学会等名
      第89回日本化学会
    • 発表場所
      東京都 立教大学
    • 年月日
      2009-03-26
  • [備考]

    • URL

      http://sakutai.ims.ac.jp/lab/tanaka-G/

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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