| Project/Area Number |
21K19006
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
河合 壯 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40221197)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | フォトクロミック分子 / ルイスペア / 光酸発生 / 光塩基発生 / 光反応 / フォトクロミズム / 光異性化 / 光駆動触媒 |
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| Outline of Research at the Start |
光反応によって炭素陽イオンからなるルイス酸と立体的にかさ高いルイス塩基を発生させ、その高い反応性を利用する新規な光誘導型触媒FLP（Flustrated Lewis Pair）を光により形成させる。カルボニル基やエステル部の光による活性化や、環状エステルの開環重合反応などに展開し生分解性フォトポリマー分野に革新をもたらす。基礎学術においては、６π光閉環反応系の特徴とされる熱開環反応に対する軌道対称禁制効果を利用することが本研究の特徴であり大きな立体障害を有する高活性種の光形成を目指している。
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| Outline of Annual Research Achievements |
光反応をトリガ―とする触媒反応の開発が強力に進められている。しかしその大半は光電子移動によるものでラジカル反応に限定されている。ラジカル反応は高活性ではあるがラジカル移動やラジカル転移など副反応を完全に制御することは困難で、精密化学プロセスのためにはイオン反応系を効率よく制御することが求められる。特に多くのイオン反応は精密制御や高選択制を有しており反応活性種として高活性イオン種を導入する手法の開発は重要である。なかでも光で高活性イオン種を導入する手法は単純な光酸発生や光塩基発生に限定されてきた。近年、高反応活性イオン反応のアプローチとしてFrustrated LewisPair（FLP）の研究が活発に進められてきた。FLPでは立体障害を有するルイス酸とルイス塩基を組み合わせることで高反応活性と高選択制を実現できる。しかしFLPの形成のためには高反応活性のルイス酸とルイス塩基を同時導入する必要があり、取り扱いの困難さから工業利用への展開に大きな障害となっている。本研究では、光によるFLPの導入を目指し、光駆動型すなわち光誘導型FLP触媒（Photo-triggered FLP, PFLP）の開拓を目指している。FLPは極めて高い反応活性を有し、CO2固定化反応、環状エーテルやラクチドの開環重合によるポリ乳酸合成など幅広い検討が進んでいる。関連論文はすでに2000件を超えておりなお急増している。PFLPでは外部から薬剤投入を必要とせず、常温常圧あるいは低温・局所的にFLPを誘導することが可能となる。2023年度には光反応によって炭素陽イオンを誘導するとともに立体的にかさ高いルイス塩基アニオンを発生させることに成功し、その高い反応性を利用する新規な光誘導型FLPの光形成に成功した。またラクチドの開環重合などに成功しその機能の原理実証に成功した。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
