2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of visible light driven molecular transformations of environmental pollutants to fine chemicals
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26410122
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
嶌越 恒 九州大学, 工学研究院, 准教授 (00284539)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 環境負荷物質 / 可視光応答型 / 物質変換 / ビタミンB12 / 界面錯体 / 二粒子混合 / 酸化チタン / 有機塩素化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境汚染物質である有機塩素化合物を原料として用い、それを脱塩素化し、さらに有用な化学物質へと変換する触媒システムの開発を行った。手法として、カテコール基と酸化チタン(TiO2)とで形成される界面錯体に基づく電荷移動吸収帯を利用して可視光に応答する光触媒を合成し用いた。反応活性部位としては、天然の金属酵素であるビタミンB12モデル錯体を用いた。また酸化チタンの結晶系がおよぼす本複合触媒の反応性を評価するため、アナターゼ型およびルチル型酸化チタンを用い、光照射下における脱塩素化反応活性の比較も行った。その結果、酸化チタンの伝導帯電位に基づく還元力の差だけではなく、ビタミンB12モデル錯体との複合化における安定性が大きく影響することを見出した。またカテコール基とビタミンB12モデル錯体を、別々の酸化チタン粒子に結合したあとに混合した複合触媒を用いることで（二粒子混合型）、逆電子移動が抑制されることを見出した。これは、酸化チタンからの電子移動により生成するビタミンB12モデル錯体のCo(I)種の生成を拡散反射UV-VISスペクトルにより追跡することで明らかとなり、Co(I)種の求核性を利用する本触媒反応において、極めて有利である。実際に、モデル基質として臭化フェネチルを用い、脱塩素化活性を評価したところ、本二粒子混合型システムが、従来の一粒子型光触媒よりも約3倍高い触媒活性を示した。また本触媒を用い、空気中で反応を行うことで、中間体として酸塩化物が生じることを見出した。本現象を利用することで、アルコールやアミン存在下で、トリクロロメチルベンゼンからエステルやアミド化合物をワンポットで作製することにも成功した。本反応は、1,1,1-トリクロロエタンやDDTなどの環境負荷物質にも適用する事が出来、光応答型の物質変換システムの開発に成功した。
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Research Products
(14 results)
