生体関連金属錯体ハイブリッド光触媒の合成とクリーン物質変換反応の開発

生物相关金属络合物杂化光催化剂的合成和清洁材料转化反应的开发

基本信息

批准号：
22KJ2382
负责人：
七條慶太
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2382/
关键词：
光触媒金属錯体コバルト錯体可視光応答性

项目摘要

令和4年度は、天然由来コバルト錯体であるビタミンB12と金属イオンを修飾した酸化チタンを組み合わせたハイブリッド触媒(B12-TiO2ユニット)の合成と反応性を評価した結果についてまとめ、学術論文に投稿し、採択された。また、本光触媒を用いた有機物質変換反応として、四塩化炭素を出発資源とするカルバメート合成、炭酸エステル合成にも取り組んだ。その結果、犠牲還元剤を添加した条件でB12-TiO2ユニットに可視光を照射すると、四塩化炭素を目的のカルバメートへ最大97%で変換できた。また、10種類以上の基質に本反応は適応可能であることを見出した。工業的に重要な炭酸時フェニルも合成可能であることを確認した。現在、本研究の結果をB12-TiO2ユニットを利用した新たな有機合成反応として論文を執筆中である。犠牲還元剤を利用せず水を電子源とすることができるZスキーム型電子移動を達成するために、B12-TiO2ユニットと組み合わせる光触媒として酸化タングステン(WO3)に着目した。そこで今年度はまず、WO3のみの物性に着目した光触媒システムを構築した。具体的には、新たにビタミンB12錯体の配位子の構造を改良し、π共役系を拡張させた新たなビタミンB12錯体のPyrocobesterとWO3を組み合わせたシステムを開発した。本システムに、アルコール中で可視光を照射すると、Co(I)種が効率的に生成することが確認された。また、水を含むアセトニトリル中で可視光を照射しても同様にCo(I)種の生成を確認できた。以上より、本システムを利用することで、可視光を駆動力、水を電子源とするシステムを開発することができたと言える。以上の内容を3つの国際会議で報告し、学術論文を投稿し、査読中である。

在2022年，将维生素B12（一种天然钴复合物（一种天然钴络合物）和与金属离子修饰的氧化钛相结合的混合催化剂（B12-TIO2单元）的合成和反应性的结果进行了总结，并提交给学术文件，并选择了。此外，作为使用当前光催化剂的有机材料转化反应，我们还研究了氨基甲酸酯合成和碳酸盐酯合成，该合成使用了四氯化碳作为起始资源。结果，当在添加牺牲剂还原剂的条件下将可见光应用于B12-TIO2单元时，可以将四氯化碳转换为最大97％的所需氨基甲酸酯。还发现该反应适用于10多种不同的底物。已经证实，在工业上重要的碳酸盐期间苯基也可以合成。目前，我正在使用B12-TIO2单元撰写有关这项研究结果的论文，作为一种新的有机合成反应。为了实现Z-Scheme电子的转移，它允许水用作电子源，而无需使用牺牲性还原剂，我们将重点放在氧化钨（WO3）作为光催化剂与B12-TIO2单位结合使用。因此，今年我们首先建立了一个仅关注WO3物理特性的光催化系统。具体而言，我们已经开发了一种结合新的维生素B12复合物含氧酯和WO3的系统，这是一种新的维生素B12复合物，已改进，以改善维生素B12复合物的配体结构并扩展π共轭系统。已经证实，当目前的系统被酒精中的可见光照射时，CO（i）物种可以有效地产生。此外，当将可见光照射到含水的乙腈中时，还确认了CO（I）物种的形成。从上面可以说，通过使用该系统，可以将可见光用作驱动力和水为电子源的系统。上述信息已在三个国际会议上报告，并提交了学术论文，目前正在审查中。