2023 年度研究成果報告書

金属錯体反応場におけるオキソアニオンの多電子還元反応の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	20H02757
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関	長崎大学
研究代表者	有川康弘長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30346936)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード	亜硫酸イオン / 還元活性化 / 多電子還元 / 硫黄酸化物 / 金属酵素 / 二核錯体 / ピラゾリルボラト / ルテニウム
研究成果の概要	８つのプロトンおよび６電子により、亜硫酸イオン(SO3 2-)を硫化水素へと変換する亜硫酸イオン還元活性化(SO3 2- + 8H+ + 6e- → H2S + 3H2O)を、二核ルテニウム錯体を用いて段階的に達成した。これは、自然界に存在する亜硫酸還元酵素の機能を再現したことになる。これまで、同じ二核ルテニウム錯体を用いて一酸化窒素(NO)分子やそのオキソアニオンである亜硝酸イオン(NO2-)の還元サイクルを達成している。そのため、この二核ルテニウム錯体反応場が、小分子活性化に有効に機能することがわかった。
自由記述の分野	錯体化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	地球上では、硫黄循環サイクルが存在し、硫黄は生命活動にとって重要な元素である。生物による硫黄の循環で重要なのは、硫酸還元細菌が行う硫酸イオンの異化的還元によるスルフィドの生成である。生物は、硫酸イオンを亜硫酸イオンに還元し、さらに亜硫酸イオンを還元してスルフィドを得るという２段階で硫酸イオンを還元している。特に２段階目の亜硫酸イオンからスルフィドへの変換は、異化型亜硫酸還元酵素と呼ばれる酵素によって行われている。この反応を、人工的に金属錯体を使って再現した。