2022 Fiscal Year Annual Research Report
The Development of metal-free and visible-light-driven polymer catalyst materials
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19K15640
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
岡本 衆資 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (50828100)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光レドックス触媒 / 炭素ー炭素結合生成反応 / メタルフリー / 有機色素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、有機合成反応を誘起するメタルフリーかつ可視光駆動型の高分子触媒の開発である。本研究を遂行するうえで２つのテーマ（テーマ①：可視光条件で駆動する有機触媒の探索とモノマー合成への応用、テーマ②：テーマ①で合成したモノマーの重合による高分子触媒の合成と光レドックス触媒活性の評価）を設定して取り組んできた。これまでの研究成果として、テーマ①にあたる光触媒活性を示す有機色素の探索とその触媒のモデル反応にあたるベンズアルデヒドの還元的カップリング反応が効率的に進行する条件を見出した。
本年度では、テーマ①にあたる光触媒活性を示す有機色素を基盤としたモノマーの合成とテーマ②にあたる高分子触媒の合成とその触媒活性の評価に取り組んだ。まず、触媒の適用範囲の拡張を目的に、他の芳香族アルデヒド類およびケトン類の還元的カップリング反応を検討し、これらの反応が高効率で進行することを明らかにした。さらに、ラジカル重合が可能なメタクリラート基をもつモノマーを合成し、そのラジカル重合を検討したところ、単独重合性が低いことが明らかとなった。そこで、汎用のメタクリラートモノマーとのラジカル共重合を実施したところ、効率的に重合が進行し、単離・精製することで目的の高分子触媒の合成が高収率で得られた。最後に、高分子触媒を用いたベンズアルデヒドの光駆動型還元的カップリング反応を検討したところ、基質の定量的な消費と目的化合物であるジオールの生成が確認されたことから、高分子触媒として機能することを明らかとした。
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