超分子型ポルフィリノイド分子組織をベースにした新奇高反応性cPCET活性種の探索

基于超分子卟啉分子组织寻找新型高反应性cPCET活性物质

基本信息

批准号：
22K19045
负责人：
山田泰之
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Nagoya University
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 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、我々が最近合成に成功した超分子型高反応性cPCET活性種の構造をベースにして、新奇な構造を持つ高反応性cPCET活性種を創製し、メタン資源化に資する触媒反応を開発することである。我々が合成した超分子型高反応性cPCET活性種の基本的な構造は、４重のロタキサン構造で連結されたポルフィリンーフタロシアニンface-to-faceヘテロ二量体内に構築した窒素架橋鉄フタロシアニン二量体オキソ種（超分子型オキソ種）である。本年度は、触媒の原料となる４重ロタキサン型ポルフィリンーフタロシアニンface-to-faceヘテロ二量体および、その金属錯体の合成を進めた。これまでに合成が完了して、メタン酸化触媒活性やイオン性会合体形成によるスタッキング構造の拡張を試すための準備が整った錯体は窒素架橋鉄二核錯体および酸素架橋鉄二核錯体である。さらに、超分子型オキソ種の高反応性の由来を解明すべく、ロタキサン構造を持たない窒素架橋鉄フタロシアニンー鉄ポルフィリンヘテロ二量体を合成し、過酸化水素を過剰量含む酸性水溶液中において、そのオキソ種を生成させて、メタン酸化触媒反応活性を評価した。その結果、窒素架橋鉄ポルフィリンー鉄フタロシアニンヘテロ二量体の触媒活性は、類似の構造を持つ窒素架橋鉄フタロシアニンホモ二量体と比較すると明確に低いことが明らかになった。この知見は、ポルフィリノイド環の種類によってメタン酸化触媒活性が大きく変化することを示しており、今後、超分子型高反応性cPCET活性種の開発を進める上でも有用であると考えられる。

这项研究的目的是基于我们最近成功合成的超分子类型的高反应性CPCET活性物种，创建具有新型结构的高反应性CPCET活性物种，并开发出有助于甲烷资源转化的催化反应。我们合成的超分子高反应性CPCET活性物种的基本结构是氮phthalocyanine二聚体二聚体氧氧化二聚体氧（超分子氧物种），该物种（超分子氧）构建在卟啉蛋白 - 苯甲酸苯胺 - 苯胺面对面的面对面的杂质杂质者中，由果糖素旋转腐烂旋转旋转旋转型旋转旋转型旋转型。今年，我们继续合成四苯烷型卟啉 - 邻苯二苯胺面对面异二聚体及其金属配合物，它们是催化剂的原材料。迄今为止已合成的复合物是氮桥接的铁核络合物和氧桥的铁核复合物，这些复合物已准备好通过离子组件形成甲烷氧化催化活性和堆叠结构的扩展。此外，为了澄清超分子氧物种的高度反应性的起源，将氮的铁质苯胺 - 铁卟啉异肽异二聚体合成的没有轮状烷结构的无氧烷结构的无氧二二聚体的反应产生，并在酸性的溶液中产生了氧化氧化物的过量反应，并在氧化反应中产生了氧化氧化物，并在抗反应中产生了氧化氧化物，并在氧化反应中产生了氧化物，并在氧化反应中产生了氧化物，并在氧化氧化中产生了氧化氧化物的氧化物，并在甲基化的反应中产生了氧化氧化物，并产生了氧化氧化物的活性。结果表明，与具有相似结构相似的结构相比，与氮涂的铁邻苯烷酸同二聚体相比，与氮涂的铁邻苯二甲酰均二聚体相比，氮的卟啉铁蛋白苯胺异二聚体的催化活性明显较低。这一发现表明，甲烷氧化催化活性的活性取决于卟啉环的类型，并被认为在将来对于在超分子类型中开发高反应性的CPCET活性物种很有用。

项目成果

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专利数量（0）

担持型鉄錯体触媒によるメタン酸化ー超分子化学の発想に基づいて人工メタン酸化分子触媒の活性を天然酵素のレベルまで高めるー

使用负载型铁络合物催化剂进行甲烷氧化-基于超分子化学思想将人工甲烷氧化分子催化剂的活性提高到天然酶的水平-

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamada Yasuyuki;Morita Kentaro;Sugiura Takuya;Toyoda Yuka;Mihara Nozomi;Nagasaka Masanari;Takaya Hikaru;Tanaka Kiyohisa;Koitaya Takanori;Nakatani Naoki;Ariga-Miwa Hiroko;Takakusagi Satoru;Hitomi Yutaka;Kudo Toshiji;Tsuji Yuta;Yoshizawa Kazunari;Tanaka Ken;山田　泰之
通讯作者：
山田　泰之

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