清野 秀岳 (セイノ ヒデタケ)

SEINO Hidetake

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所属

教育文化学部  学校教育課程  英語・理数教育講座  理数教育コース

研究室住所

教育文化学部3号館214室

メールアドレス

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研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 有機金属化学

出身大学 【 表示 / 非表示

  • 1988年04月
    -
    1992年03月

    東京大学   工学部   工業化学科   卒業

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 1994年04月
    -
    1997年03月

    東京大学  工学系研究科  化学生命工学専攻  博士課程  修了

  • 1992年04月
    -
    1994年03月

    東京大学  工学系研究科  合成化学専攻  修士課程  修了

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 東京大学 -  博士(工学)

職務経歴(学内) 【 表示 / 非表示

  • 2013年04月
    -
    継続中

    秋田大学   ■廃止組織■   自然環境講座   准教授  

  • 2016年04月
    -
    継続中

    秋田大学   大学院理工学研究科   非常勤講師  

学会(学術団体)・委員会 【 表示 / 非表示

  • 2012年09月
    -
    継続中
     

    日本国

     

    高分子学会

  • 2011年06月
    -
    継続中
     

    日本国

     

    錯体化学会

  • 2011年05月
    -
    継続中
     

    アメリカ合衆国

     

    アメリカ化学会

  • 2005年01月
    -
    継続中
     

    日本国

     

    近畿化学協会

  • 2001年08月
    -
    継続中
     

    日本国

     

    触媒学会

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • ナノテク・材料 / 無機・錯体化学

  • ナノテク・材料 / 有機合成化学

 

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • 金属酵素をモデルとする触媒反応

    科学研究費補助金  

    研究期間:

    2004年04月
    -
    継続中

    研究態様:個人研究

  • 遷移金属−硫黄クラスターによる窒素分子の活性化

    科学研究費補助金  

    研究期間:

    2001年04月
    -
    継続中

    研究態様:機関内共同研究

  • 低原子価前周期遷移金属−多座ホスフィン錯体による小分子変換

    科学研究費補助金  

    研究期間:

    1998年04月
    -
    継続中

    研究態様:個人研究

学位論文 【 表示 / 非表示

  • Synthesis of Organo-Nitrogen Compounds from Molecular Dinitrogen

    Hidetake Seino

      1997年03月

    単著

研究等業績 【 表示 / 非表示

    ◆原著論文【 表示 / 非表示

  • An Iodido-Bridged Dimer of Cubane-Type RuIr3S4 Cluster: Structural Rearrangement to New Octanuclear Core and Catalytic Reduction of Hydrazine

    Hidetake Seino, Keiichi Hirata, Yusuke Arai] Risa Jojo, Masaaki Okazaki

    European Journal of Inorganic Chemistry   2000 ( 15-16 ) 1483 - 1489   2019年12月  [査読有り]  [招待有り]

    研究論文(学術雑誌)   国内共著

    窒素固定酵素の活性部位に存在する金属−硫黄クラスターは、立方体型のM4S3C骨格が2つ融合した構造を有する。本研究では、立方体型のRuIr3S4クラスターの二量体を合成し、それを還元することによって2つの立方体骨格が融合したRu2Ir6S8八核クラスターに誘導されることを見いだした。また、RuIr3S4クラスターの二量体がヒドラジンの還元的N−N切断反応において、高活性な触媒となることを明らかにした。

    DOI

  • Reversible Hydride Transfer to N,N'‑Diarylimidazolinium Cations from Hydrogen Catalyzed by Transition Metal Complexes Mimicking the Reaction of [Fe]-Hydrogenase

    Masahiro Hatazawa, Naoko Yoshie, and Hidetake Seino

    Inorganic Chemistry   56 ( 14 ) 8087 - 8099   2017年06月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   国内共著

    [Fe]-ヒドロゲナーゼの基質であるメテニルテトラヒドロメタノプテリンのモデルとしてN,N'-イミダゾリニウムカチオンを用い,金属錯体触媒による水素化反応を検討した。塩基存在下で基質へのヒドリド移行が進行し,生成物とプロトンドナーとを反応させると逆反応により水素が発生した。触媒やイミダゾリニウム誘導体の検討を行い,反応機構について素反応に基づいた考察を行った。

    DOI

  • Structural determination, DFT calculation, and formation mechanism of ethyl 2-cyano-3-alkoxypent-2-enoates synthesized via Ru-mediated coupling reaction between α,β-unsaturated acetals and cyanoacetate

    Hidetake Seino, Takumi Kondo, Chihiro Mochizuki, Ken Tokunaga, Motowo Yamaguchi, Mitsunobu Sato

    Bulletin of the Chemical Society of Japan   90 ( 1 ) 79 - 87   2017年01月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   国内共著

    [RuHCl(CO)(PPh3)3]を触媒として、α,β-不飽和アセタールとシアノ酢酸エステルから2-シアノ-3-アルコキシペント-2-エン酸エチルを中程度の収率で合成した。E/Z-異性体を分離し、それぞれの構造を単結晶X線回折法で初めて明らかにするとともに、分光学的方法と理論計算から分子構造について考察した。

    DOI

  • N-Heterocyclic carbenes as supporting ligands in transition metal complexes of N2

    Yasuhiro Ohki, Hidetake Seino

    Dalton Transactions   45 ( 3 ) 874 - 880   2015年11月  [査読有り]  [招待有り]

    研究論文(学術雑誌)   国内共著

    N-ヘテロ環状カルベン(NHCs)は、配位化学や均一系触媒における補助配位子として、適用範囲が近年拡大している。本論文は、NHCで修飾された遷移金属−分子状窒素錯体と、それを利用した触媒的窒素固定反応について、これまでにあった報文をまとめた総説である。

    DOI

  • Synthesis and Protonation of N-Heterocyclic-Carbene-Supported Dinitrogen Complexes of Molybdenum(0)

    Yasuhiro Ohki, Keiya Aoyagi, and Hidetake Seino

    Organometallics   34 ( 13 ) 3414 - 3420   2015年06月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   国内共著

    DOI

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    ◆総説・解説【 表示 / 非表示

  • Activation of unsaturated small molecules by bio-relevant multinuclear metal-sulfur clusters

    Kazuki Tanifuji, Shun Ohta, Yasuhiro Ohki, Hidetake Seino

    Coordination Chemistry Reviews ( Elsevier )  475   2023年01月  [査読有り]

    総説・解説(学術雑誌)   国内共著

    The high affinity of sulfur (S) for transition metal ions (M), as well as the flexible M-S bonding and bridging modes, enable the formation of a wide range of multi-metallic compounds called metal-sulfur (M-S) clusters. Even though M-S clusters tolerate various nuclearities in principle, the number of metals in molecular entities, particularly those applicable in catalytic reactions, are typically 4 or lower, while the highest number of 8 has been found in the biological N<sub>2</sub>-reducing catalyst. Other than the N<sub>2</sub> reduction, M-S clusters in nature have been found in the conversion of small molecules such as CO<sub>2</sub>, CO, and H<sub>2</sub>. With the detailed structures of these native M-S clusters elucidated by recent biochemical studies, we can take steps toward the development of artificial catalysts superior to enzymes and/or those for biologically inaccessible reactions, while another direction is to deeply understand the enzymatic reactions and their relationship between the M-S structures. Here we review the progress in the reaction studies on synthetic M-S clusters, focusing on their utility in the activation and transformation of small molecules. The main part of this review has been divided into three sections: i) transformations of N<sub>2</sub> and related small molecules, ii) reduction of CO<sub>2</sub>, and iii) transformations of organic small molecules. Remarkable recent progress includes the development of catalytic N<sub>2</sub>-silylation toward N(SiMe<sub>3</sub>)<sub>3</sub> and CO<sub>2</sub> reduction toward C<sub>1</sub>–C<sub>4</sub> hydrocarbons. Tandem reduction and N-methylation of nitroarenes have also been accomplished in the last decade. Through the review process, the development of catalytic reactions by M-S clusters was found to be still challenging. Collaborative works among chemists who can synthesize M-S clusters, those who are skilled in developing homogeneous catalytic reactions, those having spectroscopic techniques, and theoretical chemists may provide new insights into this field.

    DOI

  • 有機金属化学に関わる金属-硫黄クラスターによる小分子の活性化および変換反応

    谷藤 一樹,大木 靖弘,清野 秀岳

    有機合成化学協会誌 ( 有機合成化学協会 )  80 ( 9 ) 854 - 867   2022年09月  [査読有り]

    総説・解説(学術雑誌)   国内共著

    Organometallic complexes have proven to be useful in synthetic organic chemistry over the decades. Their definition is molecular compounds with metal-carbon interaction(s) or precursors. Typically, organometallic compounds are prone to hydrolysis, and thereby they have been considered to be less compatible with biological environments, where water is abundant. On the other hand, the past few decades have witnessed the structural identification of metal-sulfur clusters with metal-carbon bond(s) in the active sites of enzymes, which reduce small substrates such as N<sub>2</sub>, protons, and CO<sub>2</sub>. The structure-function relationship of such “organometallic” metal-sulfur clusters would provide clues to develop a new class of catalysts for the transformation of small molecules, including organic substrates. In this review article, we summarize recent progress in the reaction chemistry of metal-sulfur clusters, with particular emphasis on the reduction and transformation of N<sub>2</sub>, CO<sub>2</sub>, and small organic molecules.

    DOI CiNii Research

  • 遷移金属−硫黄クラスターと窒素固定

    清野 秀岳

    硫酸と工業 ( 硫酸協会 )  71 ( 3 ) 35 - 47   2018年03月

    総説・解説(その他)   単著

    生物的窒素固定を担う酵素ニトロゲナーゼは,活性部位に金属−硫黄クラスターを有する。それらのクラスターの構造と機能,生合成機構について,近年の研究の進展を紹介した。また,それらの生体内クラスターの構造や機能に倣って合成された人工の化合物についてまとめている。(引用50報)

Book(書籍) 【 表示 / 非表示

  • Transition Metal-Dinitrogen Complexes; Chapter 2: Group 4 Transition Metal-Dinitrogen Complexes

    Hidetake Seino, Yuji Kajita ( 担当: 共著 )

    Wiley-VCH  2019年01月 ISBN: 978-3-527-34427-7

    学術書

    4族遷移金属−窒素錯体の合成,物性,反応について、2018年初めまでの文献を網羅した総説である。

  • 錯体化合物事典(錯体化学会編)

    清野 秀岳 ( 担当: 分担執筆 )

    朝倉書店  2019年09月 ISBN: 978-4-254-14105-4

    収録数約1,000項目のうち、10項目を担当した。

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • カチオン性有機分子のヒドリド受容能を利用する水素分子の反応開発

    基盤研究(C)

    研究期間:  2013年04月  -  2016年03月  代表者:  清野 秀岳

    カチオン性含窒素複素環化合物は良好なヒドリド受容体であり、種々の還元反応における電子キャリアとして利用が期待される。本研究では、水素分子を不均一活性化してそれらの分子にヒドリドを付加する方法を開発し、有機化合物の還元や水素貯蔵、機能性高分子の創製などに発展させる。

  • ラジカル酵素の機能を模した人工反応場による不活性結合の変換

    基盤研究(C)

    研究期間:  2016年10月  -  2019年03月  代表者:  清野 秀岳

    ラジカルSAM酵素は、S-アデノシルメチオニン(SAM)の1電子還元で発生させたアデノシルラジカルを利用し、基質分子にある不活性なC–H結合を切断してアルキルラジカル活性中間体へと変換する。本研究ではこの酵素反応を手本とし、その構成要素に関連する合成化合物を用いて、炭素ラジカルの自在な発生と制御の方法を開発する。炭素—硫黄結合切断による炭素ラジカル生成の最適条件を解明し、発生するラジカルの種類とその反応性を系統的にまとめて、不活性C–H結合の切断に有効なものを見いだす。本研究は酵素反応の機構解明ばかりでなく、不活性な飽和炭化水素基を直接的に変換する実用触媒の開発につながるものである。

  • 不活性小分子の資源化を志向した多中心活性化-多電子移動クラスター反応場の開発

    基盤研究(C)

    研究期間:  2022年04月  -  2025年03月  代表者:  清野 秀岳

    化石資源に依存せずに二酸化炭素と窒素を資源として利用する方法が、資源循環型社会において必要である。これらの不活性な小分子は、自然界では金属酵素によって温和な条件下で還元されている。本研究では、それらの酵素の活性点にある金属-硫黄クラスターの構造を手本として、人工のクラスター触媒を開発する。クラスター反応場では、複数の金属中心が協同的に基質分子に作用するとともに、基質分子が多電子の供給を受けることが期待される。二酸化炭素や窒素の他に有機化合物を基質として還元反応を検討する。

その他競争的資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 「元素戦略」を指向した未来型触媒の開発

    提供機関:  北東北国立3大学連携推進会議  北東北国立3大学連携推進研究プロジェクト

    研究期間: 2015年09月  -  2016年03月 

    資金支給機関区分:その他

  • 遷移金属−硫黄クラスターによる特異な有機変換反応の開発

    提供機関:  民間財団等  公益財団法人日本化学研究会 化学研究連絡助成金

    研究期間: 2014年03月  -  2015年02月 

    資金支給機関区分:民間財団等

    温和な温度と圧力の元で効率的・選択的に進行する酵素反応は、高性能な人工触媒を開発する上で有用な手本である。金属酵素の活性サイトでは複数の金属原子が硫黄原子によって架橋された多核構造(クラスター)が数多く存在し、それらの構成元素が協働的に作用することによって窒素や二酸化炭素などの小分子や不活性C–H結合を持つ有機分子を変換する。本研究では、触媒活性は高いが生物が利用できない金属元素に着目し、それらを使いながら金属酵素の活性サイトをモデル化することによって、有機分子との反応性を解明し、触媒的変換法を開発する。

学会等発表 【 表示 / 非表示

  • Differentiation of the ruthenium sites in cubane-type Ru4S4 clusters

    H. Seino, N. Shindo, S. Kanai, M. Okazaki

    第43回錯体化学国際会議  (仙台)  2018年07月  -  2018年08月   

    This work demonstrates ligand exchange reactions of a cubane-type Ru4S4 cluster with various tertiary phosphines. These reactions result in differentiation of the coordination environments of Ru sites in a homometallic cluster.

  • サイトが区別された四核ルテニウムキュバン型スルフィドクラスターの合成

    清野 秀岳,進藤 尚人,岡崎 雅明

    第64回有機金属化学討論会  (東北大学)  2017年09月  -  2017年09月    近畿化学協会有機金属部会

    キュバン型クラスターの配位子置換反応を利用して,配位環境の異なるルテニウムサイトを持つクラスターを合成した。ルテニウムサイトがすべてパラシメン配位子(Cym)でキャップされた前駆体クラスターは,2電子酸化によりCymが置換活性となった。過剰量の二座ホスフィン配位子との反応では,置換されるCymの数が共存する対アニオンの種類によって異なり,2種類のルテニウムサイトを2:2または1:3の比で持つ生成物が選択的に得られた。新規クラスターの構造と反応について発表した。

  • 安価な素材で作製する結晶構造模型 −ガスハイドレート結晶の周期と対称を表現する−

    清野 秀岳

    平成28年度化学系学協会東北大会  (いわき明星大学)  2016年09月  -  2016年09月    日本化学会東北支部

    ガスハイドレートの結晶構造模型を紙とクリップを用いて製作した。この模型では20個以上の分子で構成される多面体構造を最小の部品にしているため、原子1個を最小単位とする従来の分子模型に比べ、はるかに少ない部品点数で構造を組み立てられ、結晶の周期構造の理解に有効である。

  • Structures and Reactivity of the First-Row Transition Metal Complexes Containing a Linear Tetraphosphine Ligand

    Hidetake Seino, Hiroto Chiba, Ryoga Yasuda

    第63回有機金属化学討論会  (早稲田大学 西早稲田キャンパス)  2016年09月  -  2016年09月    近畿化学協会 有機金属部会

    直鎖型四座リン配位子o-C6H4(PPhCH2CH2PPh2)2 (P4)は,配座の自由なエチレン鎖と剛直なo-フェニレン鎖とでリン原子が連結された構造により,特異な立体構造と動的な配位変化をもたらす。P4の2つの立体異性体(ラセミ体rP4とメソ体mP4)について,第一系列遷移金属との錯体を合成し,それらの構造と反応性を調べた。塩化鉄(II)との反応で,rP4は1:1の錯体を形成するのに対し,mP4は1:2錯体trans-[FeCl22-mP4)2]を与えた。Ni(II)は両異性体とも1:1錯体を形成し,これらは溶液中でリン四配位の平面構造を取っていると考えられる。Co(II)の五配位錯体[CoCl(rP4)]ClをNaBH4で処理すると,Co(I)ヒドリド錯体[CoH(rP4)]に変換された。これらの錯体と有機小分子との反応についても報告する。

  • メタン生成経路の補酵素テトラヒドロメタノプテリンの機能を模したC1ユニット水素化

    清野 秀岳, 鈴木 颯, 髙橋 和輝, 畑澤 匡広

    第118回触媒討論会  (岩手大学)  2016年09月  -  2016年09月    触媒学会

    テトラヒドロメタノプテリン(H4MPT)はメタン生成経路における補酵素の一つで、ホルミルからメチルへの還元段階でC1ユニット担体としてはたらく。H4MPTの活性サイト近傍と関連した構造をもつ合成分子を用いてモデル反応を検討し、メテニル基からメチル基までの二段階の水素化が遷移金属錯体触媒によって温和な条件下に進行することを示した。

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担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 2015年10月
    -
    継続中

    化学Ⅱ(有機化学)

  • 2015年10月
    -
    継続中

    化学Ⅲ(物理化学)

  • 2013年04月
    -
    継続中

    基礎化学

  • 2013年04月
    -
    継続中

    基礎化学実験Ⅰ

  • 2013年04月
    -
    継続中

    基礎化学実験Ⅱ

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学会・委員会等活動 【 表示 / 非表示

  • 日本化学会

    2023年04月
    -
    2025年03月

    秋田地区教育幹事