Organic Photoredox Catalysts Based on Small Aromatic Scaffolds
| Project/Area Number |
23K21110
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| Project/Area Number (Other) |
21H01928 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小池 隆司 日本工業大学, 基幹工学部, 准教授 (30451991)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | 光触媒 / 有機分子触媒 / ラジカル反応 / 開殻種 / 芳香族化合物 / 有機触媒 |
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| Outline of Research at the Start |
持続発展可能な社会を構築するため環境調和型合成システムの開発は不可欠である。本研究は太陽光やLEDなどの身近な光エネルギーの照射で駆動できる省エネルギー型の物質生産システム開発に資する。また、希少な貴金属触媒を使用した合成システムは資源問題の観点から好ましくない。本研究では、入手容易な小さな芳香環構造に着目し、貴金属触媒の機能を凌駕する有機分子光触媒系の開発に取り組む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2008年以降、光レドックス触媒作用を基軸とした分子変換反応の開発が急速に進展し、合成化学分野にパラダイムシフトを起こしている。多くの触媒反応はルテニウムやイリジウムなどの高価で毒性もある貴金属錯体光触媒を使用している。これに対して、本研究では貴金属錯体光触媒を凌駕する有機分子光触媒を創製し、前例のない分子変換反応を開発することを目的としている。とくに合成の容易さや汎用性を重視し、小さな芳香環構造を基盤とした有機分子光触媒の創製に挑戦している。本研究では、ベンゼン環が三個縮合したアントラセンよりも小さな構造体での優れた光触媒機能開拓をめざす。
2022年度は、ベンゼンで二つのジアリールアミノ基を架橋した有機分子光触媒をもちいた反応開発で特筆すべき成果が得られた。本光触媒系は貴金属光触媒系よりも高い還元力を示し、難還元性のアルキルベンゾエート類からアルキルラジカル種を発生できることを見出した。本反応は既存のイリジウムなどの貴金属光触媒をもちいても進行しない。本成果を論文発表した。計算化学的手法により遷移状態解析をおこない、プロトン源が作用するという反応設計にとって重要な知見を得た。また、炭素－炭素二重結合の還元的活性化を基盤とする新たな反応も見出した。さらにナフタレンやベンゼンで二つのホウ素ユニットを架橋した有機分子光触媒やシクロファン架橋型光触媒の合成法を確立した。新たな酸化還元ユニットの導入に展開可能であり引き続き新型触媒の開発に取り組む。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
合成した有機分子光触媒をもちいた新反応の開発に成功し、ChemCatChem誌に発表した。また炭素ー炭素二重結合の還元的活性化を基盤とした新しい反応の開発に展開できた。新型有機分子光触媒の基本設計指針は得ており、より高活性で高い選択性を発現する触媒開発に引き続き取り組む。
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| Strategy for Future Research Activity |
すでに研究が進展しているトリアリールアミノ型触媒に関しては引き続き触媒構造の最適化と反応開発を進める。ホウ素架橋型触媒に関して、ホウ素の特性を活かした新反応の開発に取り組む。また、キラル有機分子光触媒の創製とエナンチオ選択的反応の開発にも取り組む。
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Report
(2 results)
Research Products
(17 results)
