可視光駆動型ハイブリッド触媒の創製とエネルギー・物質変換

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23550125
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 合成化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 嶌越 恒 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00284539)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ビタミンB12 / 酸化チタン / ヒドリド錯体 / 水素発生 / アルケン還元 / 可視光 / ハイブリッド / 界面錯体

研究概要

ビタミンB12のCo(I)種の新たな利用として、プロトンとの反応により生成するコバルト-ヒドリド錯体に着目し、本錯体を中間体とする光水素発生及びアルケン還元反応を行った。本反応の触媒として、ビタミンB12誘導体と酸化チタンを共有結合で固定化したハイブリッド触媒を合成した。本触媒をEDTA水溶液に懸濁させ紫外線照射することで、水からの水素発生に成功した。また2-フェニルプロペン酸存在下では、C-C二重結合の還元が高効率で進行した。またカテコール基を結合部位とするビタミンB12-TiO2ハイブリッド触媒の開発にも成功し、可視光照射下で、ビタミンB12モデル反応を進行させることにも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] B_<12>-TiO_2 Hybrid Catalyst for Light-Driven Hydrogen Production and Hydrogenation of C-C Multiple Bonds (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, H. Hisaeda
  • 雑誌名: ChemPlusChem. 巻: (in press)
• [雑誌論文] Alkylcobyrinate from Sucralose and Mechanistic Aspects of its Co-C Bond Cleavage (2014)
  • 著者名/発表者名: H.. Motwani, H. Shimakoshi, B. T. Golding, M. Tornqvist, H. Hisaeda
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 巻: 55 ページ: 2667-2670
• [雑誌論文] Bioinspired Catalytic Reactions with Vitamin B_<12> Derivative and Photosensitizers (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hisaeda, K. Tahara, H. Shimakoshi, T. Masuko
  • 雑誌名: Pure Appl. Chem. 巻: 85 ページ: 1415-1426
• [雑誌論文] Synthesis and Photosensitizing Properties of Porphycene with Imidazolium Tag (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, K. Sasaki, Y. Iseki, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: J. Por. Phthalocyanines 巻: 16 ページ: 530-536
• [雑誌論文] Hydrogenation Effects in Metalloporphycenes : Synthesis and Redox Behavior of Ni(II)-tetra(n-propyl)dihydroporphycene (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Okawara, M. Abe, K. Hashimoto, H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 48 (Inside cover article) ページ: 5413-5415
• [雑誌論文] Photosensitizing Catalysis of B_<12 >Complex without Additional Photosensitizer (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, L. Li, M. Nishi, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 47(Back cover article) ページ: 10921-10923
• [雑誌論文] Photocatalytic Function of Polymer-Supported B_<12> Complex with Ruthenium Trisbipyridine Photosensitizer (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, M. Nishi, A. Tanaka, K. Chikama, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 47(Inner cover article) ページ: 6548-6550
• [雑誌論文] Redox Behavior and Electrochemical Catalytic Function of B_<12>-Hyperbranched Polymer (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tahara, H. Shimakoshi, A. Tanaka, Y. Hisaeda
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 83(Cover article, BCSJ award) ページ: 1439-1446
• [学会発表] 錯体修飾による光触媒の高次機能化とエネルギーおよび物質変換 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 学会等名: 錯体化学会第63会討論会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20131100
  • 招待講演
• [学会発表] バイオインスパイアード光触媒の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 学会等名: 第34回光化学若手の会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20130600
  • 招待講演
• [学会発表] Oxygen Switch in Catalysis of Vitamin B_<12>-TiO_<2 >with Green Reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi
  • 学会等名: The International Symposium on Organic Reaction
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 20130000
  • 招待講演
• [学会発表] バイオインスパイアード触媒によるグリーン物質変換反応の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 20120300
  • 招待講演
• [学会発表] 光増感剤を用いたバイオインスパイアード触媒の創製と反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 学会等名: 第2回新潟大学グリーンケミストリー連携教育研究センターシンポジウム
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 20120300
  • 招待講演
• [学会発表] Vitamin B_<12>-TiO_2 Hybrid Catalyst for Green Molecular Transformation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
  • 学会等名: The 9th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 20120000
  • 招待講演
• [学会発表] Photocatalytic Function of Vitamin B_<12> Complex with Photosensitizer (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
  • 学会等名: The 8th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 20110000
  • 招待講演
• [図書] 「金属錯体光触媒による水の分解」、光化学の辞典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 出版者: 朝倉書店(印刷中)
• [図書] 「電子励起状態の緩和現象」、光と生命の辞典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 嶌越恒
  • 出版者: 朝倉書店(印刷中)
• [図書] Electrosynthesis under Photoirradiation, Encyclopedia of Applied Electrochemistry (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Shimakoshi, Y. Hisaeda
  • 出版者: (in press)
• [産業財産権] 可視光応答型複合触媒 (2014)
  • 発明者名: 嶌越 恒、米村悛佑、久枝良雄
  • 権利者名: 九州大学
  • 産業財産権種類: 出願
  • 産業財産権番号: 特願2014-045361
  • 出願年月日: 2014-03-07
  • 外国
• [産業財産権] ビタミンB12 修飾ハイパーブランチポリマ-および脱ハロゲン化触媒 (2013)
  • 発明者名: 久枝良雄、嶌越 恒、田原敬志郎
  • 権利者名: 九州大学-日産化学工業株式会社
  • 産業財産権種類: 登録
  • 産業財産権番号: 特許第5348656
  • 取得年月日: 2013-08-30
  • 外国
• [産業財産権] 卑金属錯体及び二酸化チタンからなる 光水素発生触媒 (2011)
  • 発明者名: 嶌越 恒、久枝良雄
  • 権利者名: 九州大学-日産化学工業株式会社
  • 産業財産権種類: 特願
  • 産業財産権番号: 2011-231863
  • 出願年月日: 2011-10-21
  • 外国