超分子配位子設計による金ナノクラスター触媒の高活性化

この研究の主な対象者
企業・研究者の方
公開日 2025年07月22日

概要

上田恭輔 化学研究所修士課程学生（研究当時）、中村正治 同教授、磯﨑勝弘 同准教授らの研究グループは、単一組成を有する分子状の金25核ナノクラスターにおいて、保護配位子であるチオラート上の置換基として水素結合性のペプチドが樹状に分岐したペプチドデンドロンを用いることで、金ナノクラスター表面に超分子反応場が形成され、触媒活性が大きく向上することを見出しました。
　これまで金属ナノクラスターにおける配位子は構造安定化のために用いられることが一般的であり、配位子上の置換基を活用した触媒特性や選択性の向上に関する知見は浅く、未だ発展途上の分野でした。本研究では、超分子反応場を活用することで、通常の配位子に比べて40倍もの触媒反応速度を示すだけでなく、100日以上の長時間安定に触媒が駆動し、80万回を超える触媒回転数を示すことが明らかになりました。本研究成果は、金属ナノクラスターの安定性を担保しつつ、高い触媒活性を実現する手法であり、次世代の高活性触媒の開発につながるものと期待されます。
　本研究成果は2025年7月9日に、国際学術誌「ACS Catalysis」にオンライン掲載されました。さらに本論文は、同誌の「Editor’s Choice」（注目論文）に選定され、掲載号の「Supplementary Cover」（補足表紙）に採択されました。

研究者のコメント 「本研究は、触媒反応における超分子反応場の有用性を示し、適切な配位子設計による有機分子変換反応の高活性化につながる研究になったと思うのでとても満足しています。再現性向上には苦労しましたが、ナノクラスターの合成・精製法を一から見直し、研究メンバーと日夜議論を交わしたのが印象的です。納得いくまで検討を重ねた思い入れのある内容ですので、是非見ていただけると嬉しいです。」（上田恭輔）

詳しい研究内容について

超分子配位子設計による金ナノクラスター触媒の高活性化

研究者情報

研究者名 中村 正治
京都大学 教育研究活動データベース 研究者名 磯﨑 勝弘
京都大学 教育研究活動データベース

関連部局

化学研究所