2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of catalysts for green-oxidation reactions utilizing photosensitized reaction
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16K05875
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
赤司 治夫 岡山理科大学, 付置研究所, 教授 (30221708)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 金属錯体触媒 / 酸化反応 / 酸化触媒 / ポルフィリン / クロリン / 糖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、環境負荷の低い水溶性の新しい酸化触媒の開発にあった。平成30年度は、水溶液中で酸化反応を行うことを最初の課題とし、グルコースおよびマルトースを連結した水溶性フッ素化ポルフィリンおよびクロリン誘導体を配位子とするマグネシウム錯体、アルミニウム錯体、チタン錯体について、それらの錯体が二層系(水／酢酸エチル)で、1,5-ナフタレンジオールを光酸素化し、5-ヒドロキシ-1,4-ナフトキノン生成する反応について、触媒活性を評価するとともに、反応条件の最適化等を行った。その結果、水溶液中で、一重項酸素発生能が最も高く、かつ自己酸化等による触媒の分解が少ないグルコース連結フッ素クロリンを配位子とするアルミニウム錯体がもっとも高効率で反応を進行させることを明らかにした。反応後、水層に残っている触媒を回収し、再利用が可能であることを確かめた。
本研究では、骨格内に軽金属(Mg, Al, Ti)を含む糖連結フッ素化クロリン錯体が、これまでに報告したパラジウム、白金、亜鉛などの金属を含む糖連結フッ素化クロリン錯体と比較して非常に高い水溶性を示すことを明らかにした。パラジウムや亜鉛を含む錯体は非常に高い一重項酸素発生能を有しているが、水溶性が低いことが問題であった。アルミニウム、チタンを含む糖連結フッ素化クロリン錯体はパラジウムなどを含むこれまでに報告した錯体と比較しても同程度の一重項酸素の発生能をもっていることに加えて、水溶液中で非常に安定に存在し、これまで問題であった水溶性も非常に高いことを明らかにした。以上の結果から、アルミニウム、チタンを含む糖連結フッ素化クロリン錯体は本研究が目指すところの環境負荷の低い水溶性の新しい酸化触媒になりうる新しい化合物であるといえる。今後、これらの錯体を触媒として適応可能な反応に用いる基質を探索し、その種類を増やすことが課題である。
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