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2010 年度 実績報告書

炭化水素類の酸素酸化プロセス構築を指向した触媒デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20360367
研究機関神奈川大学

研究代表者

引地 史郎  神奈川大学, 工学部, 教授 (10282857)

キーワード酸化反応 / 錯体触媒 / 炭化水素 / 酸素 / 過酸化物 / ニッケル / 固定化錯体触媒 / 鉄
研究概要

酵素反応と同様な、温和な条件下での炭化水素類の選択酸化反応を実現することを目指し、触媒活性点である金属中心の配位環境と酸素分子や過酸化物に対する活性化能の相関について検討した。過酸化物を酸化剤とする飽和炭化水素への酸素添加反応の機構解明を目指した研究を実施し、+2価ニッケル中心にアシルペルオキシドイオンがキレート配位した反応中間体の検出・同定に成功した。また金属支持配位子の電子状態と反応特性の相関解明を目的として、反応中間体の分解過程の速度論解析を行い、配位子への電子吸引基導入によりニッケル-アシルペルオキソ種が安定化されることや、アシルペルオキシドのO-O結合開裂と後続する溶媒分子との反応による低原子価ニッケル種の発声を経た錯体分子構造の変化が段階的に進行することを明らかにした。また酸素分子を活性化してリンや硫黄などのヘテロ元素に対する酸素添加反応を触媒するチオフェノキシ配位子含有ニッケル錯体触媒について、金属支持配位子の電子的特性と反応速度や硫黄ドナー部位への酸素添加活性の相関を見出し、チオフェノキシ配位子からニッケル中心への電子移動により発生するNi(I)-ラジカル配位子錯体が酸素分子の活性化に寄与している可能性を見出した。
また人工酵素の開発を目指した固定化錯体触媒の開発においては、イミダゾリルボレート配位子のリンカーとして導入したカルボキシ基が酸化酵素と同様な単核鉄錯体活性点の構築に寄与していることを明らかにした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tuning the Stability and Reactivity of Metal-bound Alkylperoxide by Remote Site Substitution of the Ligand2010

    • 著者名/発表者名
      S.Hikichi, C.Kobayashi, M.Yoshizawa, M.Akita
    • 雑誌名

      Chem.Asian J.

      巻: 5 ページ: 2086-2092

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coordination property of organoborate ligands : Steric hindrance around distal boron center direct the conformation of dialkylbis(imidazolyl)borate scaffold2010

    • 著者名/発表者名
      S.Hikichi, K.Fujita, Y.Manabe, M.Akita, J.Nakazawa, H.Komatsuzaki
    • 雑誌名

      Eur.J.Inorg.Chem.

      ページ: 5529-5537

    • 査読あり
  • [学会発表] Design of bio-inspired homogeneous and heterogeneous oxidation catalysts2010

    • 著者名/発表者名
      Shiro Hikichi
    • 学会等名
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pasifichem 2010)
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village (Honolulu, Hawaii, U.S.A.)
    • 年月日
      2010-12-19
  • [学会発表] Design of bio-inspired oxidation catalysts : Tuning the substrate oxidizing activity of nickel-oxygen complexes2010

    • 著者名/発表者名
      Shiro Hikichi, Jun Nakazawa
    • 学会等名
      The 5th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 発表場所
      The Ambassador Hotel (Kaohsiung, Taiwan)
    • 年月日
      2010-11-03
  • [学会発表] Bio-inspired酸化触媒の開発を目指して-分子設計とナノ構造制御-2010

    • 著者名/発表者名
      引地史郎
    • 学会等名
      第106回触媒討論会
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県)
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] 新規ボレート配位子の開発と固定化錯体触媒への展開2010

    • 著者名/発表者名
      引地史郎
    • 学会等名
      日本化学会第4回関東支部大会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 年月日
      2010-08-30
  • [備考]

    • URL

      http://apchem2.kanagawa-u.ac.jp/~hikichilab/index.html

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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