電気化学的手法による遷移金属触媒のオンデマンド電子状態制御

使用电化学方法按需控制过渡金属催化剂的电子状态

• 批准号: 22K19022
• 负责人: 岩井 智弘
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19022/
• 关键词: 電極触媒; 遷移金属錯体; 電子状態; シクロデキストリン; 被覆共役分子; 遷移金属触媒; 電気化学; 有機合成化学

本研究では、電気化学的手法を用いて、金属錯体の電子状態をオンデマンドに制御可能な電極固定化触媒の創製を目的としてている。本年度は主に、遷移金属錯体・リンカー・担体（電極）の3成分から構成される電極触媒の合成に取り組んだ。金属錯体と電極を繋ぐリンカーは、優れた電子伝導特性をもつπ共役分子の利用が望ましいが、π－π相互作用による凝集に起因した電子伝達系の擾乱が懸念される。そこで、所属研究グループが最近報告した、環状分子であるメチル化シクロデキストリンでジフェニルアセチレン骨格を包接した被覆共役分子をリンカーに採用した。ホスホン酸基を分子接合アンカーとする被覆共役分子を透明導電膜（酸化インジウムスズ・ITO膜）ガラス基板上に導入し、続く分子頭部アジド基へのクリック反応によって、化学的に安定な共有結合（トリアゾール環）を介して様々な機能性分子・金属錯体の導入が可能である。この方法を用いて、可視光レドックス触媒として知られるルテニウムポリピリジル錯体や、電気化学的酸素還元触媒として知られるコバルトクロリン錯体を連結した被覆型π共役金属錯体修飾ITO基板を調製した。この修飾基板のサイクリックボルタンメトリー測定では、それぞれの金属錯体中心の酸化数変化に帰属される可逆な酸化還元波が観測された。原子間力顕微鏡観察からは、顕著な凝集体は見られなかった。このコバルトクロリン錯体修飾ITO基板は、酸素還元反応用電極触媒として利用可能なことを確認した。

In this study, the application of electrochemical methods, the electronic state of metal complexes, and the preparation of immobilized catalysts for electrodes were studied. This year, the composition of electrode catalyst is divided into three components: main metal complex, migration metal complex and support (electrode). The metal complex and the electrode have different characteristics, such as electron conduction, π-π interaction, aggregation, and disturbance of electron conduction system. The most recent report of the research group to which the ring molecule belongs is the inclusion of the ring molecule. It is possible to introduce functional molecules and metal complexes into a transparent conductive film (ITO film), a substrate, a molecular head group, a chemically stable molecular chain, and a chemically stable molecular chain. The method comprises the following steps of: preparing ITO substrates by using visible light catalyst, electrochemistry catalyst, and coated π-active metal complex; The modified substrate is characterized by a reversible acidification reaction wave. Atomic force micro-mirror observation, condensation mass can be seen. The electrode catalyst used for the reaction of acid reduction on ITO substrate was confirmed to be available.

项目成果

Development of Organic-Inorganic Hybrid Catalyst with Linked Rotaxane Structure via Click Strategy

通过点击策略开发具有连接轮烷结构的有机-无机杂化催化剂

• 发表时间: 2022
• 作者: Qichun Jiang;Yuka Imanishi;Hiromichi V. Miyagishi;Hiroshi Masai;Tomohiro Iwai・Jun Terao
• 通讯作者: Tomohiro Iwai・Jun Terao

Synthesis and Photocatalytic Property of Organic-Inorganic Hybrid Ruthenium(II) Complexes with a Linked Rotaxane Structure

轮烷结构有机-无机杂化钌(II)配合物的合成及光催化性能

• 发表时间: 2023
• 作者: Qichun Jiang;Yuka Imanishi;Hiromichi Miyagishi;Nobutaka Yoshimura;Atsushi Kobayashi;Hiroshi Masai;Shin-ya Takizawa;Tomohiro Iwai;Jun Terao
• 通讯作者: Jun Terao