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鎌田　慶吾（Keigo Kamata）      |   略歴   |   発表論文   |   研究内容   |   研究紹介動画 (YouTube)

学歴

学位

博士（工学）（2006年11月　東京大学）

職歴

受賞歴

日本化学会第89春季年会(2009)優秀講演賞(学術)

2010秋 第106回触媒討論会若手優秀講演賞

平成24年度 第62回日本化学会進歩賞

平成29年度東工大挑戦的研究賞 学長特別賞

平成30年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞

JACI 第7回新化学技術研究奨励賞

非常勤講師（集中講義）

東京大学大学院総合文化研究科（2019/9-2020/1）

東京大学大学院工学系研究科（2020/9-2021/3）

専門

触媒化学、無機合成化学、物理化学

外部サイト（抄録・引用文献データベース）

Scopus Author ID: 7201749181

Google Scholar

Web of Science ResearcherID: E-6997-2014

ORCID ID: 0000-0002-0624-8483

発表論文： Journal | Review | Book

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Journal

Review & Commentary

Book

研究内容

IIRウィークで発表した研究内容の動画（YouTube）は こちら（９分弱）です。

私の研究では、“新しい触媒材料や化学反応の開発を通して持続可能な社会の構築に貢献すること”を目標としています。石油などの化石資源に大きく依存した現在の化学プロセスから、天然ガスやバイオマスなどの多様な天然炭素資源から様々な化学品（ケミカルズ・燃料など）を低エネルギーで作りCO2排出を大幅に削減できる触媒技術の開発を目指し、以下のような研究に取り組んでいます。

「高難度選択酸化反応を可能とする触媒」

選択酸化反応は、工業有機化学プロセスの約３割をしめる基幹反応の一つです。中でも、環境にやさしい酸化剤を用いた難易度の高い選択酸化反応を可能とする触媒の開発に取り組んでいます。

過酸化水素（H2O2）を用いた酸化反応：アニオン性金属酸化物クラスター分子である「ポリオキソメタレート（POM）」の精密構造制御を基軸とし、従来の触媒では達成し得なかった高活性・高選択性を示す触媒反応系を構築しました。タングステン触媒（欠損型POM（Science 2003; Angew. Chem. Int. Ed. 2009）、セレン中心2核種（J. Am. Chem. Soc. 2009）、プロトン中心4核種（Angew. Chem. Int. Ed. 2012）など）によるH2O2有効利用率ほぼ100%となるアルケン類のエポキシ化反応や、リン中心バナジウム二置換POMによるアルカンやアレーンの位置選択的ヒドロキシル化反応（Nature Chem. 2010; Angew. Chem. Int. Ed. 2012）を達成しました。

分子状酸素（O2）を用いた酸化反応：特異な活性点構造をもつ結晶性金属酸化物に着目し、O2のみを酸化剤とした選択酸化反応の開発を行っています。理論計算グループ（東工大 大場先生・熊谷先生）との共同研究により、金属酸化物中の酸素原子の空孔形成エネルギーと反応性との関係を明らかにし、酸素欠陥形成エネルギーの低い六方晶ペロブスカイトやβ型二酸化マンガンによるアルカンの不活性C–H結合やスルフィドの酸化やバイオマス由来の5-ヒドロキシメチルフルフラール（HMF）からのプラスチックモノマー合成などの高難度選択酸化反応を達成しました（ACS Appl. Mater. Interfaces 2018; Chem. Commun. 2018; J. Am. Chem. Soc. 2019）。

「異なる分子の同時活性化を可能とする酸塩基触媒」

異なる分子を一つの触媒で同時に活性化することができれば、従来触媒では困難であった優れた触媒作用を示すことができます。中でも、求核剤と求電子剤を同時に活性化できるような酸塩基触媒の開発に取り組んでいます。

POMの塩基触媒作用という未開拓研究分野において、オキソアニオンのサイズ当たりの負電荷増大に基づく強塩基POM触媒の合成という新しいコンセプトを初めて見いだしました。電荷密度が最も大きい単核タングステートが1気圧CO2を用いた芳香族ジアミンから環状尿素誘導体の合成（Agnew. Chem. Int. Ed. 2012）や、プロトン化状態を精密に制御した欠損型POMより1級アルコールのアシル化反応（Agnew. Chem. Int. Ed. 2014）などを達成しました。

また、これらオキソアニオン塩基を希土類などのLewis酸と組み合わせることで新しい酸塩基触媒の開発を行っています。均質なLewis酸点と弱塩基点をもつリン酸セリウム触媒がバイオマス由来の5-ヒドロキシメチルフルフラール（HMF）とアルコールの反応からアセタール体のみを与えるという従来の酸塩基触媒とは異なる選択性を示すことを初めて見いだしました（Chem. Sci. 2017）。

「結晶性金属酸化物ナノ粒子の新しい合成法」

ナノサイズで制御された構造は、バルク化合物にはない優れた物性・機能を示します。中でも、望みの組成や結晶構造をもつ金属酸化物を狙ってつくる新しいナノ構造制御手法の開発に取り組んでいます。

アミノ酸の一つであるアスパラギン酸を金属分散剤として用いることで、様々な結晶性複合酸化物ナノ粒子を合成することに成功しました。従来のゾルゲル法では炭酸塩を偏析しやすいアルカリ土類金属の導入は困難でしたが、この手法を用いることで優れた酸化触媒作用を示す多様な六方晶ペロブスカイト酸化物の合成を達成しました（ACS Omega 2017; Chem. Commun. 2018; ACS Appl. Mater. Interfaces 2018; Catal. Sci. Technol. 2021）。また、低結晶性層状4価マンガン前駆体の低温結晶化という極めてシンプルな手法により、テンプレートフリーでメソポーラスβ-MnO2ナノ粒子の合成を達成しました。反応条件の制御により、スリット型メソ細孔をもつ板状ナノ粒子とインクボトル型メソ細孔をもつ球状ナノ粒子の作り分けが可能であり、細孔に由来する酸化触媒作用を示します（J. Am. Chem. Soc. 2019; ACS Appl. Mater. Interfaces 2020）。

これらオリジナルな物質合成技術は触媒応用のみならず、広範な機能応用へと展開可能です。実際に、異分野のエキスパートである先生方とコラボレーションすることで“電場下での低温メタン変換”（早大 関根先生・小河先生、九大 松村先生・山本先生; Chem. Commun. 2019）や“電極触媒によるアルカリ水電解”（東工大 山口先生・菅原先生; ACS Appl Energy Mater. 2019, Sustain. Energy Fuels 2021; ACS Appl Energy Mater. 2021）など新たなイノベーションの創出に繋がっています。

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