Development of CO2 conversion reaction using electrons from H2

本研究課題において、水素から電子を取り出す分子触媒(電子貯蔵触媒)が、二酸化炭素を還元する反応性を有することは必要不可欠である。したがって、今年度は高活性な電子貯蔵触媒の開発に取り組んだ。具体的には、これまでの電子貯蔵触媒の分子設計指針とは反対に、中心金属の電子密度が高くなる分子触媒の合成を行なった。新規に合成したロジウム触媒は、水素からの電子抽出を行なった後、二酸化炭素との反応は進行しなかったものの、微量の酸素とも迅速に反応した。この電子貯蔵触媒と酸素との反応生成物として、過酸化水素が得られたため、過酸化水素合成触媒として利用したところ、非常に高い触媒回転数で過酸化水素を合成できることがわかった。さらに、一つのフラスコで、安全な水素と酸素の混合ガスから高効率に過酸化水素を合成できる初めて触媒であることが明らかとなった。この成果を、Journal of the American Chemical Societyに報告し、プレスリリースを行なった。この分子触媒の他にも、ニッケルやパラジウムの電子貯蔵触媒の合成にも成功しており、今後二酸化炭素との反応を検討する。また、イリジウムを中心金属とする電子貯蔵触媒を利用することで、水素の電子で還元的に活性化した二酸化炭素活性種の直接観測にも成功している。この二酸化炭素活性種は、アルコールやアミンと反応し、対応するエステル錯体およびアミド錯体を与えることがわかった。これらの研究を学術論文として報告する予定である。

本研究課題において、水素から電子を取り出す分子触媒(電子貯蔵触媒)が、二酸化炭素を還元する反応性を有することは必要不可欠である。したがって、今年度は高活性な電子貯蔵触媒の開発に取り組んだ。具体的には、これまでの電子貯蔵触媒の分子設計指針とは反対に、中心金属の電子密度が高くなる分子触媒の合成を行なった。新規に合成したロジウム触媒は、水素からの電子抽出を行なった後、二酸化炭素との反応は進行しなかったものの、微量の酸素とも迅速に反応した。この電子貯蔵触媒と酸素との反応生成物として、過酸化水素が得られたため、過酸化水素合成触媒として利用したところ、非常に高い触媒回転数で過酸化水素を合成できることがわかった。さらに、一つのフラスコで、安全な水素と酸素の混合ガスから高効率に過酸化水素を合成できる初めて触媒であることが明らかとなった。この成果を、Journal of the American Chemical Societyに報告し、プレスリリースを行なった。この分子触媒の他にも、ニッケルやパラジウムの電子貯蔵触媒の合成にも成功しており、今後二酸化炭素との反応を検討する。また、イリジウムを中心金属とする電子貯蔵触媒を利用することで、水素の電子で還元的に活性化した二酸化炭素活性種の直接観測にも成功している。この二酸化炭素活性種は、アルコールやアミンと反応し、対応するエステル錯体およびアミド錯体を与えることがわかった。これらの研究を学術論文として報告する予定である。