バイオインスパイアード触媒による新物質変換システムの構築

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21245016
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 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): 2009 – 2011
• キーワード: 生物無機化学 / バイオインスパイアード / グリーンケミストリー / ビタミンB_<12> / 光増感剤 / 脱ハロゲン化反応 / 分岐高分子 / ラジカル反応

研究概要

天然の金属酵素であるビタミンB_<12>の機能に注目し、ビタミンB_<12>機能を有するバイオインスパイアード触媒を創製した。ビタミンB_<12>を化学修飾した誘導体を用い、酸化チタンや分岐高分子、光増感剤の組み合わせにより光駆動型の触媒系を構築した。これらのバイオインスパイアード触媒は光で活性化し、環境汚染物質であるDDTのような有機ハロゲン化物を効率良く分解できた。また、これらのバイオインスパイアード触媒は、環境汚染物質の分解のみならず、ラジカル形成剤として種々の有機合成反応に応用できることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Hydrogenation effects in metalloporphycenes (2012)
  • 著者名/発表者名: Okawara, T.; Hashimoto, K.; Abe, M.; Shimakoshi, H.; Hisaeda Y.
  • 巻: 48
  • ページ: 5413-5415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aquabis(1, 1, 1, 5, 5, 5-hexafluoroacetylacetona to)[ 4'-(4-pyridyl)-2, 2': 6', 2''-terpyridine] ytterbi um(III) chloride methanol (2012)
  • 著者名/発表者名: Okawara, T.; Feng, J.; Abe, M.; Hisaeda Y.
  • 雑誌名: Acta Cryst 巻: 68 ページ: 29-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic function of polymer-supported B_<12> complex with ruthenium trisbipyridine photosensitizer, Shimakoshi (2012)
  • 著者名/発表者名: H.; Nishi, M.; Tanaka, A.; Chikama, K.; Hisaeda Y.
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 47 ページ: 6548-6550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosensitizing catalysis of B_<12> complex without additional photosensitizer, Shimakoshi (2011)
  • 著者名/発表者名: H.; Li, L.; Nishi, M.; Hisaeda Y
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 47 ページ: 0921-10923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydroxy-Functionalized Porphycenes : Structure, Spectroscopy, and Electrochemistry (2011)
  • 著者名/発表者名: Okawara, T.; Abe, M.; Shimakoshi, H.; Hisaeda Y.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 84 ページ: 718-728
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Catalytic Carbon-Skeleton Rearrangement Reaction Mediated by Imine/Oxime-Type B_<12> Model Complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Tahara, K.; Chen, Y.; Pan, L.; Masuko, T.; Shimakoshi, H.; Hisaeda Y.
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 40 ページ: 177-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reorganization Energy of Supramolecular Donor-Acceptor Dyad of Octaethylporphyrin Isomers and Axial-Coordinated Acceptor : Experimental and Computational Study, Fujitsuka (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujitsuka, M.; Shimakoshi, H.; Hisaeda, Y.; Majima T.
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol 巻: 217 ページ: 242-248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methyl-transfer Reaction to Alkylthiol Catalyzed by a Simple Vitamin B_<12> Model Complex Using Zinc Powder (2011)
  • 著者名/発表者名: Pan, L.; Tahara, K.; Masuko, T.; Hisaeda Y.
  • 雑誌名: Inorg. Chim. Acta 巻: 368 ページ: 194-199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular Assemblies of Crown-substituted Dinickel and Dicobalt Complexes with Guest Cation Binding, Shimakoshi (2011)
  • 著者名/発表者名: H.; Maeda, D.; Hisaeda Y.
  • 雑誌名: Supramol. Chem 巻: 23 ページ: 131-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electroactive Chain-like Compounds Constructed from Trimetallic Clusters and 4, 4'-Bipyridine Spacers : One-pot Synthesis, Characterization and Surface Binding, Abe (2011)
  • 著者名/発表者名: Inatomi, A.; Hisaeda Y.
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 40 ページ: 2289-2298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eco-friendly Molecular Transformations Catalyzed by Vitamin B_<12> Derivative with Visible-Light-Driven System (2011)
  • 著者名/発表者名: Tahara, K.; Hisaeda Y.
  • 雑誌名: Green Chem 巻: 13 ページ: 558-561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redox Behavior and Electrochemical Catalytic Function of B_<12>-Hyperbranched Polymer (2010)
  • 著者名/発表者名: Tahara, K.; Shimakoshi, H.; Tanaka, A.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Bull. Chem 巻: 83, No.12 ページ: 1439-1446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyses of the Adsorption Structures of Friction Modifiers by Means of Quantitative Structure-Property Relationship Method and Sum Frequency Generation Spectroscopy, Koshima (2010)
  • 著者名/発表者名: Koshima, H.; Kamano, H.; Hisaeda, Y.; Liu, H.; Ye, S.
  • 雑誌名: Tribology Online 巻: 5, No.3 ページ: 165-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparations and Photosensitizing Properties of 2, 7, 12, 17-Tetra-n-Propylporphycenatotin(IV) Dihalide Complexes (2010)
  • 著者名/発表者名: Taneda, M.; Maeda, D.; Shimakoshi, H.; Abe, M.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 82, No.6 ページ: 667-671
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Transfer in the Supramolecular Donor-Acceptor Dyad of Zinc Hemiporphycene (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujitsuka, M.; Shimakoshi, H.; Tojo, S.; Cheng, L.; Maeda, D.; Hisaeda, Y.; Majima, T.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: 114, No.12 ページ: 4156-4162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic Design of Heterometallic Cluster Compounds with Site-Selective and Stepwise Substitution of Bridging Carboxylates (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikegami, A.; Abe, M.; Inatomi, A.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: No.15 ページ: 4438-4441
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of a novel Sn(IV) porphycene-ferrocene triad linked by axial coordination and solvent polarity effect in photoinduced charge separation process (2010)
  • 著者名/発表者名: Maeda, D.; Shimakoshi, H.; Abe, M.; Fujitsuka, M.; Majima, T.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 49, No.6 ページ: 2872-2880
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-Induced Ring-Expansion Reactions Mediated by B_<12>-TiO2 Hybrid Catalyst (2010)
  • 著者名/発表者名: Izumi, S.; Shimakoshi, H.; Abe, M.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 39, No.13 ページ: 3302-3307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Characterization and Catalytic Function of B_<12>-Hyperbranched Polymer (2010)
  • 著者名/発表者名: Tahara, K.; Shimakoshi, H.; Tanaka, A.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 39, No.12 ページ: 3035-3042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Reactivity of B_<12>-TiO2 Hybrid Catalyst Immobilized on Glass Plate (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimakoshi, H.; Abiru, M.; Kuroiwa, K.; Kimizuka, N.; Watanabe, M.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 82, No.2 ページ: 170-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Catalysis of B_<12>-core-shell-Hyperbranched Polymer (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimakoshi, H.; Nishi, M.; Tanaka, A.; Chikama, K.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 39, No.1 ページ: 22-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vitamin B_<12> Model Complex Catalyzed Methyl Transfer Reaction to Alkylthiol under Electrochemical Conditions with Sacrificial Electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: Pan, L.; Shimakoshi, H.; Masuko, T.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: No.44 ページ: 9898-9905
  • 査読あり
• [雑誌論文] Green molecular transformation by B_<12>-TiO2 hybrid catalyst as an alternative to tributyltin hydride (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimakoshi, H.; Abiru, M.; Izumi, S.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: No.42 ページ: 6427-6429
  • 査読あり
• [雑誌論文] B_<12>-TiO2 Hybrid Catalyst for Dehalogenation of Organic Halides (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimakoshi, H.; Sakumori E.; Kaneko, K.; Hisaeda, Y.
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 38, No.5 ページ: 468-469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methyl Transfer from a Hydrophobic Vitamin B_<12> Derivative to Arsenic Trioxide (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K.; Hisaeda, Y.; Pan, L.; Yamauchi, H.
  • 雑誌名: J. Organometal. Chem 巻: No.694 ページ: 619-921
  • 査読あり
• [学会発表] Bioinspired Catalysts with Vitamin B_<12> Function Using Visible Light, 10th Internatil SymposiOrganic Reactions(onaISOR10) (2011)
  • 学会等名: Yokohum ama
  • 発表場所: Yokohum ama
  • 年月日: 20111121-24
• [学会発表] Bioinspired Catalysts with Cyclic Tetrapyrrole Compounds (2011)
  • 学会等名: The 2011 Global COE Internatil Symposion Future Molecular Sonaystems'
  • 発表場所: Fukuoumka
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Bioinspired Catalysts Composed of Vitamin B_<12> Derivative and Photosensitizers, 3rd Asian Conference on CoordinatiChemistry(ACCC-3) (2011)
  • 学会等名: New Delhi
  • 発表場所: India
  • 年月日: 20111016-22
• [学会発表] Redox Behavior and Electrochemical Catalytic Function of B_<12>-Hyperbranched Polymer (2011)
  • 学会等名: ISE-2011
  • 発表場所: Niigata
  • 年月日: 20110911-16
• [学会発表] Bioinspired Catalysts with Vitamin B_<12> Enzyme Functions (2011)
  • 学会等名: The 3rd Dalton Transactions International Symposium
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] Molecular design of bioinspired catalysts with vitamin B_<12> functions (2010)
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010, Honolulu
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] Bioinspired Catalysts Composed of Vitamin 5thB_<12> and Photosensitizer, Asian Bioinorganic Chemistry Conference(AsBIC-V) (2010)
  • 学会等名: Kaohsiung
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 20101100
• [学会発表] Vitamin B_<12>-derivatives as Functional Catalysts, Sixth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines(ICPP-6) (2010)
  • 学会等名: Albuquerque
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20100600
• [学会発表] Carbon-Skeleton Rearrangement Reaction Mediated Simple Vitamin B_<12> Model Complex with Electrochemical Duet Process (2010)
  • 学会等名: 219th ECS Meeting
  • 発表場所: Canada
  • 年月日: 20100501-06
• [学会発表] Photo-induced Dehalogenation Reactions Mediated by Hydrophobic Vitamin B_<12> (2010)
  • 学会等名: 7th ECS Meeting, Vancouver
  • 発表場所: Canada
  • 年月日: 20100400
• [学会発表] Photochemical Molecular Transformations Mediated by Bioinspired Cataltsts with Vitamin B_<12> Functions (2010)
  • 学会等名: The 7th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience-2010(KJFP-2010)
  • 発表場所: Daegu, Korea
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Electrochemical Methy-transfer Reaction Catalyzed by Hydrophobic Vitamin B_<12> Using Sacrificial Electrode (2009)
  • 学会等名: 216th ECS Meeting, Vienna
  • 発表場所: Austria
  • 年月日: 20091000
• [学会発表] Bio-inspired Catalists with Vitamin B_<12> Enzyme Functions (2009)
  • 学会等名: 14th International Confon Bilogical Inorganic Chemistry(erence ICBIC 14)
  • 発表場所: Noagoya
  • 年月日: 20090500
• [図書] Bioinspired Catalysts with B_<12> Enzyme FunctionsHandbook of Porphyrin Science (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Hisaeda, H. Shimakoshi, by K. M. Kadish, K. M. Smith, R. Guilard
  • 総ページ数: 313-370
  • 出版者: World Scientific
• [備考]
  • URL: http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~hisaeda/
• [産業財産権] 卑金属錯体及び二酸化チタンからなる光還元触媒 (2011)
  • 発明者名: 嶌越恒,久枝良雄
  • 権利者名: 九州大学-日産化学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2011-231863
  • 出願年月日: 2011-10-21
  • 外国