【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NI0809
利用課題名 / Title
酸素活性化を目指した鉄錯体の合成
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋工業大学 / Nagoya Tech.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies
キーワード / Keywords
X線回折/ X-ray diffraction,資源循環技術/ Resource circulation technology,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
山本 彩未
所属名 / Affiliation
名古屋工業大学大学院工学専攻生命・物質工学プログラム
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
増田秀樹,小澤智宏
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
小澤智宏
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
生体内等温和な環境で高効率的に酸化反応を担う金属イオン含有酵素は鉄を有している場合が多く、その高い活性は高原子価種の取りやすさと酸素分子を捕捉形式により生じると考えられている。特に酸素を捕捉した中間体の構造情報や電子状態の解析は、酸素の高効率な利用を担う触媒作成において重要な知見となるが、その構造情報は不安定であるが故に分光学的に基づいた情報のみに限定されているのがほとんどであり、その決定打がまだない状態である。本研究では中間体を安定に捕捉できる鉄錯体の合成を行い、その中間体情報を構造学的な面からも検討することを目的としている。今回は、その鉄錯体の合成を実施し、反応前の構造解析を試みた。結果としては結晶状態が悪くため、残念ながら測定データを得ることができなかった。
実験 / Experimental
錯体の構造制御に用いる配位子は、これまで酸素中間体が比較的安定なことが知られている三座配位子1,3,5-triaminocyclohexaneに、ピリジン骨格を導入した配位子5-pyridylmethyl-1,3,5-triaminocyclohexane を新規に合成した。この配位子を脱水メタノールに溶解し、別途、塩化鉄(II)を等モル量溶解した脱水メタノール懸濁液を調製してアルゴン雰囲気下で滴下した。数時間嫌気下を保ち撹拌すると、溶液は黄土色に変化しヘキサンを加えて得られた黄色の沈殿物を濾取した。得られた薄黄色粉末をアセトンに溶解し、ヘキサンを重層に張って再結晶を実施したところ、薄い黄色の結晶が得られた。この結晶について、各種分光学的挙動を検討し単結晶X線構造解析（NI-008）を実施した。
結果と考察 / Results and Discussion
得られた薄黄色の単結晶について元素分析を実施したところ、１分子のメタノールを含んで概ね一致していることから、錯体の合成は確認できた。紫外可視吸収スペクトルでは、440nm付近に極大を持つ吸収帯が現れた（図１）。これは配位した塩素イオンから中心金属Fe(II)への電荷移動吸収帯に帰属され、塩化物イオンの配位が示唆される結果となった。一方で、電気化学的な挙動をサイクリックボルタンメトリーを使用して検討した。自然は-0.44Vであり、ここから正電位にスイープすると-0.13VにおいてFe(II)からFe(III)への酸化波が確認された（図２）。配位した塩素イオンをトリフルオロメタンスルホン酸イオンに変えた類似錯体に比べてこの電位が負電位側に現れていたことから、Fe(II)イオンは塩化物イオンの配位により高原子価になりやすいことがわかった。単結晶X線構造解析に用いた他結晶は、おおよそ0.1mm角の板状結晶を選定した。この結晶をキャピラリー上にマウントし、ゴニオヘッドに固定したのちに測定を実施した。用いた線源はMoである。予備測定として複数枚の２次元写真を測定したデータを用いて結晶系を決定しようとしたが、広角のデータが少なく結晶格子の選定に至らなかった。残念ながら、結晶構造解析により錯体の構造決定はできなかった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ 紫外可視吸収スペクトル
図2 サイクリックボルタモグラム
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 山本彩未・五十嵐樹・猪股智彦・小澤智宏・増田秀樹，”高原子価ビス-μ-オキソ種の生成を目指した4座アミン型鉄（Ⅱ）錯体の合成と性質及び3座アミン型鉄（Ⅱ）錯体との比較”（関西大学） 日本化学会春季年会, 2025年3月27日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件