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電子移動を経由する芳香族化合物の光酸素酸化反応

研究課題

研究課題/領域番号 15033264
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪府立大学

研究代表者

水野 一彦  大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (10109879)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2004年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2003年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード二酸化チタン / 光触媒 / 電子移動 / 光酸素酸化反応 / 過塩素酸マグネシウム / クマリン誘導体 / 9-ビニルカルバゾール / 1,2-ジオキサン誘導体 / 1,2-ジオキサン / ケイ皮酸 / カルボキシ基 / 吸着
研究概要

二酸化チタンを光触媒とする各種芳香族化合物の高効率・高選択的な光酸素酸化反応の開発と、反応活性種および反応機構の解明を目的として研究を行ない、以下の成果を得た。
(1)二酸化チタンおよび過塩素酸マグネシウム存在下、芳香環にメトキシ基を導入したケイ皮酸(1)のアセトニトリル溶液に酸素を吹き込みながら光照射したところ、対応するベンズアルデヒド誘導体が生成するとともに、シス-トランス光異性化反応が進行した。また、水を添加して光反応を行なったところ、環化生成物であるクマリン誘導体が生成した。本反応は1のラジカルカチオンを経由して進行し、カルボキシ基が酸化チタン表面に吸着することにより-電子移動が促進されるものと推定した。
(2)9-ビニルカルバゾール(2)を含むアセトニトリル溶液に二酸化チタンと過塩素酸マグネシウムを加え、酸素を吹き込みながら光照射したところ、1,2-ジオキサン誘導体(3)が生成するとともに、1,2-ジカルバゾルイルシクロブタン(4)、9-ホルミルカルバゾール、およびカルバゾールが得られた。ごく短時間の光照射では、ほぼ4のみが生成し、反応時間の延長とともに3の収率が増加した。酸化チタンが存在しない場合、アルゴン雰囲気下、および過塩素酸マグネシウムが存在しない場合には長時間光照射しても3の生成は認められなかった。また、1-ピレンカルボン酸(5)を酸化チタンの表面に吸着させた固体を光触媒として用いたところ、4の生成が促進された。なお、5は500nmに強い蛍光を発するが、二酸化チタン表面に吸着させた5は、ほとんど蛍光を出さなかった。以上の結果より、2の反応は、光励起によって生成した二酸化チタンの正孔への2および4からの一電子移動を経由して進行し、二酸化チタン上のピレンは電子移動の効率の向上に寄与しているものと推定した。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Enhanced Efficiency and Regioselectivity of Intramolecular (2π+2π) Photocycloaddition of 1-Cyanonaphthalene Derivative Using Microreactors2005

    • 著者名/発表者名
      H.Maeda, H.Mukae, K.Mizuno
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 34・1

      ページ: 66-67

    • NAID

      10014218028

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of 3,3,6,6-Tetraaryl-1,2-dioxanes via TiO_2-Catalyzed Photooxygenation of 1,1-Diarylethenes in the Presence of Mg(ClO_4)_22004

    • 著者名/発表者名
      H.Maeda, H.Miyamoto, K.Mizuno
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 33・4

      ページ: 462-463

    • NAID

      10012847458

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Diastereoselectivity in (2π+2π) Photocycloaddition of Cholesteryl Cinnamate to Methyl 9-Phenanthrenecarboxylate : Control of the Stereoselectivity in Liquid Crystalline Phase2004

    • 著者名/発表者名
      H.Maeda, A.Horiuchi, N.Koshio, K.Mizuno
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 33・8

      ページ: 966-967

    • NAID

      10013447387

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Diastereoselective Protonation on Radical Anions of Electron-Deficient Alkenes via Photoinduced Electron Transfer2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hayamizu, H.Maeda, K.Mizuno
    • 雑誌名

      J.Org.Chem. 69・15

      ページ: 4997-5004

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Intramolecular 9-Membered Hydrogen Bonding of 2-Arylmethylphenols Having Carbonyl Groups at 2'-Position2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshimi, H.Maeda, M.Hatanaka, K.Mizuno
    • 雑誌名

      Tetrahedron 60・42

      ページ: 9425-9431

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ビニリデンシクロプロパン類の合成と反応2004

    • 著者名/発表者名
      前多 肇, 水野一彦
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌 62・10

      ページ: 1014-1025

    • NAID

      10013652629

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 第5版 実験化学講座 13 有機化合物の合成I-炭化水素・ハロゲン化合物-2004

    • 著者名/発表者名
      水野一彦, 他
    • 総ページ数
      485
    • 出版者
      丸善株式会社
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] H.Maeda, T.Hirai, A.Sugimoto, K.Mizuno: "Cyclopropanation of Vinylidenecyclopropanes. Synthesis of 1-(Dihalomethylene)spiropentanes"J.Org.Chem.. 68・20. 7700-7706 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Maeda, S.Nishioka, K.Mizuno: "Regioselective Photoaddition of Alcohols to 1,2,3-Butatriene Derivatives via Photoinduced Electron Transfer"Tetrahedron Lett.. 44・35. 6601-6603 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Maeda, H.Nakagawa, K.Mizuno: "Enhancement effect of Mg(ClO_4)_2 on TiO_2-catalyzed photooxygenation of 1,2-diarylcyclopropanes"Photochem.Photobiol.Sci.. 2・11. 1056-1058 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Maeda, H.Miyamoto, K.Mizuno: "Synthesis of 3,3,6,6-Tetraaryl-1,2-Dioxanes via TiO_2-Catalyzed Photooxygenation of 1,1-Diarylethenes in the Presence of Mg(ClO_4)_2"Chem.Lett.. 33・4(印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 水野 一彦 他: "先端化学シリーズII,電気化学、光化学、無機固体、環境ケミカルサイエンス"丸善株式会社. 330 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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