有機ヒドリド錯体が拓く犠牲試薬フリーな光化学的二酸化炭素多電子還元反応

有机氢化物配合物开发的无牺牲试剂光化学二氧化碳多电子还原反应

基本信息

批准号：
22K05126
负责人：
大津英揮
金额：
$ 2.58万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05126/
关键词：
金属錯体有機ヒドリド NAD 光物質変換反応 CO2還元

项目摘要

唯一無二の持続可能なエネルギー源である太陽光エネルギーの効率的利用術や地球温暖化の主因の１つである二酸化炭素(CO2)の排出削減・化学的変換・利用技術の創成は、人類の存続を賭けた最重要課題となっている。本研究「有機ヒドリド錯体が拓く犠牲試薬フリーな光化学的二酸化炭素多電子還元反応」では、我々のこれまでの生体内における補酵素NAD（Nicotinamide Adenine Dinucleotide）のNAD+/NADH型レドックス機能を範とした独創的研究をさらに進化・発展させ、犠牲試薬を使用せず、有用な物質変換反応を伴った、光エネルギーを化学的に（有機ヒドリドとして）貯蔵できる新しい金属錯体を開発し、光エネルギーにより錯体内に貯蔵した有機ヒドリドのヒドリド供与能を自在・精密に制御することによる、光エネルギーを駆動力としたCO2の選択的・多電子還元反応の達成、を目的としている。本年度（令和４年度）では、電子求引基であるクロロ基を有する新しいNAD+型配位子であるCl-pnを持つZn錯体を合成・単離することができ、X線結晶構造解析にも成功した。他の電子供与基であるメチル基を有するNAD+型配位子（Me-pn）や置換基のないNAD+型配位子（pn）を持つZn錯体に関しても合成・単離することができた。さらに、2-プロパノールを含むZn錯体のアセトニトリル溶液に350nm以降の光照射することで吸収スペクトル変化するという測定結果が得られたことから、これらZn錯体によるアルコールの光酸化反応（光エネルギーの有機ヒドリド貯蔵反応）の進行が十分期待できる知見を得た。

开发有效利用太阳能（唯一的可持续能源）的技术，以及减少、化学转化和利用二氧化碳（CO2）（全球变暖的主要原因之一）的技术，是人类面临的挑战。成为最重要的问题，关系到世界的生存。在本研究“使用有机氢化物配合物开发的二氧化碳的无牺牲试剂光化学多电子还原反应”中，我们将重点关注辅酶NAD（烟酰胺腺嘌呤）我们基于NAD+/NADH二核苷酸的NAD+/NADH型氧化还原功能进一步发展和发展了我们的原创研究，在不使用牺牲试剂和储存有用物质转化反应的情况下化学转化光能（作为有机氢化物）。通过开发一种新型金属配合物，以光能为驱动力，自由精确地控制配合物中储存的有机氢化物的供氢能力，实现了以光能为驱动力的CO2选择性多电子还原反应光能，就是目的。在本财年（令和4年），我们能够合成并分离出具有氯基作为吸电子基团的新型NAD+型配体Cl-pn的Zn配合物，并且能够进行X射线晶体分析结构分析也成功了。我们还能够合成并分离具有甲基（另一个给电子基团）的 NAD+ 型配体（Me-pn）和不具有取代基的 NAD+ 型配体（pn）的 Zn 配合物。此外，发现当用350nm以上波长的光照射含有2-丙醇的Zn络合物的乙腈溶液时，吸收光谱发生变化，我们获得了完全可以预期在储存反应中进展的发现。