研究テーマ ｜ Research theme
金属錯体による小分子の活性化
Activation of Small Molecules by Transition Metal Complexes
研究概要 ｜ Research summary
金属イオンに配位子とよばれる有機物やイオンが結合した化合物を金属錯体といいます。そのような金属錯体を用いて，小分子の活性化を行なっています。小分子とは，水素や窒素，酸素，二酸化炭素など通常安定な分子のことを指し，これら金属錯体を使って，有用な化合物に変換したりエネルギーを取り出したりします。我々の研究室では，特に窒素酸化物やそのオキソアニオンを還元して，無毒化や有用な化合物への変換を達成しています。
In a transition metal complex, a central transition metal ion is coordinated by one or more molecules or ions (ligands), forming coordinate bonds with the central ion. We have investigated activation of small molecules by transition metal complexes, which means transformation of stable small molecules such as H2, N2, O2, and CO2 to valuable compounds or energy. Especially, we have achieved reduction of nitrogen oxides and its oxoanion.
特色・研究成果・今後の展望
我々の研究室では，ルテニウムという金属イオンが二つ並んだ二核ルテニウム錯体を用いて，２つの還元サイクルを達成しています。
一つは，２つの一酸化窒素(NO)を２電子および２プロトンにより，亜酸化窒素(N2O)へ変換しています(2 NO + 2 H+ + 2 e– → N2O + H2O)。一酸化窒素(NO)は，空気中で容易に酸化され有毒な二酸化窒素(NO2)となってしまいますが，亜酸化窒素(N2O)に還元してしまえば無毒化できます。
もう一つは，亜硝酸イオン(NO2–)を６電子および７プロトンにより，アンモニアへと変換しています(NO2– + 7 H+ + 6 e– → NH3 + 2 H2O)。この変換は，土壌などの富栄養化の軽減と関連しています。
地球上には，窒素循環サイクルと呼ばれるサイクルがあります。上記の２つの変換反応は，サイクルに含まれている金属酵素が実際に行なっている変換反応と同じです。
社会実装への展望
窒素酸化物(NOやN2Oなど)やそのオキソアニオン(NO3–やNO2–)を，金属錯体を使って変換します。
企業への一言メッセージ
窒素酸化物に限らず，金属錯体を使った小分子の変換反応を行なっています。