超分子錯体を用いた光合成酸素発生錯体の機能研究

利用超分子复合物进行光合放氧复合物的功能研究

• 批准号: 05235225
• 负责人: 成田 吉徳
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05235225/
• 关键词: 光合成; 酸素発生錯体; マンガン多核錯体

マンガン間距離を固定した2核錯体ので陽極酸化による酸素発生 植物の光合成反応中心に存在する酸素発生錯体は4核のマンガン錯体を反応中心に含み、2分子の水を4電子酸化し酸素分子を発生している。モデル錯体を設計する上でそれぞれ1個の水の配位したマンガンイオンが2電子酸化され、しかも酸素原子間距離が近接している場合酸素発生が可能となるものと考察に基づきモデル錯体を合成した。マンガンイオン間距離がMn‐O‐O‐Mn結合を形成するのに最適である構造をとることができるような錯体としてオルトフェニレンにより結合された各種のマンガンポルフィリンを合成した。この錯体においてはマンガンイオン間距離は約4.5Å程度であり上記のようなペルオキシ結合を形成するのに適当と考えられる。含水溶液中でこれらのマンガンポルフィリン2量体を触媒とし電気化学的に陽極酸化反応を行なったところ酸素発生が認められた。これらの錯体を含まない溶液中では酸素発生が認められず、H_2^<16>O‐H_2^<18>Oの1:1混合物を用いて同様の酸化を行なうと^<16>O_2・^<16>O・^<18>O・^<18>O_2が1:2:1の比で生成した。また回転電極を用いてこの反応をレビッチ式により解析したところ、反応に関与する電子数が4となった。以上の結果よりこの錯体を用いた酸化反応により、配位した水分子が4電子酸化を受け酸素発生をしていると結論付けられた。一方、この錯体よりマンガンイオン間距離が長い錯体を各種合成し酸化反応を検討したところいずれも酸素発生に対する活性は低くマンガンイオン間距離が酸素発生に重要なかぎであることが明かとなった。

The distance between the two nuclei is fixed. The photosynthetic reaction center of the acid developing plant exists. The photosynthetic reaction center of the acid developing body contains two molecules of water. The photosynthetic reaction center of the acid developing body contains two molecules of water. In the case where the distance between the atoms of the acid is close, the acid can be produced. The distance between Mn and O is optimal. The distance between the two bodies is about 4.5 degrees. In aqueous solution, the catalyst is used for anodic acidification reaction. In the presence of a mixture of H_2^O-<16>H_2^<18>O and 1:1, the acid is produced in the ratio of ^<16>O_2 ^<16>O·^O<18>·^<18>O_2 = 1:2:1. The number of electrons in the electrode is 4. The above results show that the complex is acidified and coordinated with water molecules, and the acid molecules are generated. The distance between the two molecules is long and the reaction time between the two molecules is low.

项目成果

T.Nishigaichi: "Versatile Roles of Lawis Acids in the Reaotion of Allyltin Compounds" Tetrahedron. 49. 7395-7426 (1993)

T.Nishigaichi：“劳维斯酸在烯丙基锡化合物反应中的多功能作用”四面体。

Y.Naruta: "Asymmefric Epcxidation of Simple Olefins by Chiral Bitetralin‐linked “Twin‐coronet"Dorephyrin Catalysts" Bull.Chem.Soc.Jpn.66. 158-166 (1993)

Y.Naruta：“通过手性双四胺连接的“双冠”多瑞菲林催化剂对简单烯烃进行不对称环氧化”Bull.Chem.Soc.Jpn.66. 158-166 (1993)

成田吉徳: "基礎有機化学" 化学同人, 556 (1993)

成田嘉德：《基础有机化学》化学同人，556（1993）

Y.Naruta: "Matalloporphyrins in Catalytic Oxidations" Marcel Dekker, 発表予定 (1994)

Y.Naruta：“催化氧化中的金属卟啉”Marcel Dekker，即将出版（1994 年）

成田吉徳: "現代錯体化学基礎と最新の話題" 講談社サイエンティフィク(発表予定), (1994)

成田义典：“现代配位化学基础知识和最新主题”讲谈社科学（待发表），（1994）