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

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20002005
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系; 化学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 二酸化炭素還元 / 化学エネルギー変換 / 有機ヒドリド試薬 / 光誘起多電子還元反応 / NAD/NADHモデル配位子

研究概要

Ru錯体を用いて、始めて水を水素源として炭素-水素結合生成を伴う光誘起2, 4, 6電子還元反応に成功した。二核Ru錯体による水の4電子酸化反応において共鳴ラマンスペクトルでυ(Ru-O-O-Ru)吸収帯を検出し、2つの水分子によるO-O結合生成過程を明らかにした。Ru^<III>-オキシルラジカル錯体のO^<-.>とRu^<III>は水素原子引き抜きと1電子受容体として機能し、不安定ラジカル中間体を経由しないCH_3OHの2電子酸化反応を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Photo-and Electrochemical Redox Behavior of Ru(II) Complexes having Cyclometalated 3-Phenylbenzo[b][1, 6]-naphthyridine(phbn) (2012)
  • 著者名/発表者名: Ligand, S. K. Padhi, K. Tanaka
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 51 ページ: 5386-5392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic Four-Electron Oxidation of Water via Intramolecular Coupling of the Oxo Ligands of Bis(ruthenium-bipyridine) Complex (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Wada, H, Ohtsu, K. Tanaka
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 18 ページ: 2374-2381
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drastic Difference in the Photo-Driven Hydrogenation Reactions of Ruthenium Complexes Containing NAD Model Ligands (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ohtsu, K. Tanaka
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 48 ページ: 1796-1798
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-and electrochemical redox behavior of cyclometalated Ru(II) complexes having a 3-phenylbenzo[b][1, 6]-naphthyridine ligand (2011)
  • 著者名/発表者名: P. S. Kumar ; K. Tanaka
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 50 ページ: 10718-10723
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deprotonation/protonation of coordinated secondary thioamide units of pincer ruthenium complexes : Modulation of voltammetric and spectroscopic characterization of the pincer complexes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Teratani, T. Koizumi, T. Yamamoto, K. Tanaka, T. Kanbara
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 40 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substituents dependent capability of bis(ruthenium-dioxolene-terpyridine) complexes toward water oxidation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Wada, J. T. Muckerman, E. Fujita, K. Tanaka
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 40 ページ: 2225-2233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced four-and six-electron reduction of mononuclear ruthenium having NAD^+analogous ligands (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Wada, H. Ohtsu, K. Tanaka
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 39 ページ: 11526-11534
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemical stereospecific hydrogenation of a Ru complex with an NAD^+/NADH-type ligand (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, E. Fujita, J. T. Muckerman, D. E. Polyansky, T. Wada, K. Tanaka
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 48 ページ: 11510-11512
  • 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-benzoquinone, tpy=2, 2': 6', 2"-terpyridine) and related species through experimental and theoretical studies (2009)
  • 著者名/発表者名: M.-K. Tsai, J. Rochford, D. E. Polyansky, T. Wada, K. Tanaka, E. Fujita, J. T. Muckerman
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 48 ページ: 4372-4383
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal Catalyzed Reversible Conversion between Chemical and Electrical Energy Intended to Construct a Sustainable Society (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 雑誌名: The Chemical Record 巻: 9 ページ: 169-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and electrochemical reduction of a ruthenium complex bearing an N, N-bis[(benzo-[g][1, 5]-naphthyridin-2-yl) methyl] propane-2-amine ligand as an NAD+/NADH-type redox site (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kimura, K. Tanaka
  • 雑誌名: Angew. Chem., Int. Ed. 巻: 47 ページ: 9768-9771
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water Oxidation by a ruthenium complex with noninnocent quinone ligands : Possible formation of an O-O bond at a low oxidation state of the metal (2008)
  • 著者名/発表者名: J. T. Muckerman, D. E. Polyansky, T. Wada, K. Tanaka, E. Fujita
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 47 ページ: 1787-1802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of hydride donor generation using a Ru(II) complex containing an NAD+model ligand : Pulse and steady-state radiolysis studies (2008)
  • 著者名/発表者名: D. E. Polyansky, D. Cabelli, J. T. Muckerman, T. Fukushima, K. Tanaka, E. Fujita
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 47 ページ: 3958-3968
  • 査読あり
• [雑誌論文] Similarities of Artificial Photosystems by Ruthenium Oxo Complexes and Native Water Splitting Systems between Artificial and Native Water Splitting Systems
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, H. Isobe, S. Yamanaka, K. Yamaguchi
  • 雑誌名: PNAS 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Development of Metal Complexes Aimed at Storage and Conversion of Chemical Energy (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: 240^<th> Annual Meeting of American Chemical Society
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] Photo-induced Multi-electron Transfer and Water Oxidation Aimed to Build a Sustainable Society (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: France-Japan Coordination Chemistry Symposium
  • 発表場所: Rennes University(France)
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] Electronic structures of dinuclear Ru-dioxolene complexes and reactivity toward four-electron oxidation of water (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: 11^<th> Eurasia Conference on Chemical Sciences EuAsC_2S-11
  • 発表場所: Jordan
  • 年月日: 2010-10-08
• [学会発表] Four-electron Oxidation of Water Catalyzed by Dinuclear Ru Complexes (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: Inaugural(1^<st>) International Conference on Molecular and Functional Catalysts
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2010-06-12
• [学会発表] Reversible conversion between CO_2 and CH_3OH through six-electron redox reaction aimed to construct a sustainable society (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: Singapore International Chemical Conference 6
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] Reduction of Carbon Dioxide and Oxidation of Methanol through Six-electron Redox Reactions Intended to Build a Sustainable Society (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: The 2^<nd> Asian International Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Nanjing
  • 年月日: 2009-11-03
• [学会発表] Approach to Metal Catalyzed Conversion between Carbon Dioxide and Methanol through Six-electron Redox Reactions (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: The 14^<th> Japan-Korea Joint Symposium on Organometallic and Coordination Chemistry
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2009-10-09
• [学会発表] Photochemical multi-electron redox reactions to build a sustainable society (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: The 59^<th> Annual Meeting of Coordination Chemistry
  • 発表場所: Nagasaki University
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] Multi-electron Reduction of Carbon Dioxide Catalyzed by Homogeneous Catalyst (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: The First Chemical Sciences and Society Symposium
  • 発表場所: Kloster Seeon, Germany
  • 年月日: 2009-06-24
• [学会発表] Approach to Six-electron Redox Reactions between CO_2 and CH_3OH Intended to Build a Sustainable Society (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: Japan-Canada Joint Symposium of Coordination Spheres
  • 発表場所: Banff, Canada
  • 年月日: 2009-06-10
• [学会発表] Metal Catalyzed Reversible Conversion between Chemical and Electrical Energy Intended to Build a Sustainable Society (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: Pre-symposium of 18^<th> International Symposium on the Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-06-03
• [学会発表] Conversion between chemical and electrical energies aimed to construct sustainable society (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: Symposium of Coordination Chemistry
  • 発表場所: Taiwan University
  • 年月日: 2009-05-30
• [学会発表] Water Oxidation through Ru(II)-oxyl Radical Coupling (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: 7th Japan-China Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 2008-10-22
• [学会発表] Oxidation of Alcohols Aimed at Power Generation from Chemical Energy in Homogeneous Reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: 235^<rd> ACS National Meeting
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2008-04-09
• [備考]
  • URL: http://sakutai.ims.ac.jp/lab/tanaka-G/