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TiO_2光触媒とする芳香族化合物の光酸化反応

研究課題

研究課題/領域番号 17029058
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)

研究分担者 前多 肇  大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (40295720)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2005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 / 固体酸化物 / 薄膜 / 電子移動 / 酸素酸化反応 / 光反応 / シクロプロパン / 可視光 / 光触媒 / 窒素ドープ / 光酸化反応 / 光異性化反応 / 光環化付加反応 / 過塩素酸マグネシウム / 価電子体
研究概要

光機能界面の特性を利用した新規光触媒システムの構築とその機構の解明ならびに合成化学的に有用な反応系の開発を目的として、電子供与性1,2-ジアリールシクロプロパンおよび関連する芳香族化合物の光誘起電子移動反慮を行ない、過塩素酸マグネシウムの添加による反応の加速効果、カルボキシ基による吸着の効果について以下の知見を得た。(1)窒素ドープTiO_2(N-TiO_2)または窒素ドープZnO(N-ZnO)などの可視光応答型光触媒の存在下、タングステンランプを用いて、シス-1,2-ジアリールシクロプロパン(1)のアセトニトリル溶液への可視光照射を行なった。その結果、Mg(ClO_4)_2共存下でN-TiO_2を用いた場合にシスートランス異性化反応が効率よく進行し、N-ZnOでは異性化の効率が低下した。また、TiO_2(P-25)を用いた場合にはジオキソラン誘導体(3)、アルデヒド(4)、ケトン(5)まで酸化反応が進行した。Mg(ClO_4)_2が存在しない場合、反応は進行しなかった。本反応は、光照射によって1から生成した光触媒の正孔への-電子移動によって進行し、窒素ドープによる荷電子帯の電位め上昇が選択性に寄与しているものと推定した。(2)分子内にシンナミル基をもつフェナントレン-9-カルボン酸(6)をTiO_2またはSiO_2に吸着させ、固相または固-液相における光化学的挙動を検討した。6を含むベンゼン均一溶液に高圧水銀灯、Pyrexフィルターを用いて光照射すると、光環化付加体7および6のcis体がそれぞれ64%、11%の収率で得られた。SiO_2を添加した場合にもほぼ同様に反応が進行した。ところがTiO_2を加えると、7の生成割合が著しく減少した。6を吸着したTiO_2およびSiO_2の拡散反射スペクトルを比較すると、SiO_2に吸着させた固体の方がTiO_2に吸着させた固体に比べて長波長領域に反射帯が広がることがわかった。6は溶液中で弱い蛍光を示すが、TiO_2またはSiO_2に吸着させるとほとんど蛍光を出さないことが分かった。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] TiO_2-Catalyzed Photooxygenation of Cinnamic Acid Derivatives via Their Radical Cations2007

    • 著者名/発表者名
      Hajime Maeda, Hideyuki Nakagawa, Kazuhiko Mizuno
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A 未定(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Highly Emissive π-Conjugated Alkynylpyrene Oligomers : Their Synthesis and Photochemical Properties2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao Shimizu, Kazuhisa Fujimoto, Masaru Furusyo, Hajime Maeda, Yasuaki Nanai, Kazuhiko Mizuno, Masahiko Inouye
    • 雑誌名

      J. Org. Chem. 72・4

      ページ: 1530-1533

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Intramolecular Photocycloaddition of 1-Cyano-2-(2-oxaalkenyl)naphthalenes Using Glass-made Microreactors2007

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Mukae, Hajime Maeda, Satoshi Nashihara, Kazuhiko Mizuno
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 80・6(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Catalytic Ability of 9-Cyanophenanthrene in Oxidative Photodimerization of 2,5-Dimethy1-2,4-hexadiene2006

    • 著者名/発表者名
      Maki Ohashi, Hajime Maeda, Kazuhiko Mizuno
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35・5

      ページ: 482-483

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Intramolecular Photocycloaddition of β-stilbazoles Tethered by Silyl Chains2006

    • 著者名/発表者名
      Hajime Maeda, Ryu-ichiro Hiranabe, Kazuhiko Mizuno
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett. 47・45

      ページ: 7865-7869

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] One-step Synthesis of Benzotetra-and penta-cyclic Compounds via Intramolecular(2+3)Photocycloaddition of Alkenes to Naphthalene2006

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Mukae, Hajime Maeda, Kazuhiko Mizuno
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. 45・39

      ページ: 6558-6560

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Alkynylpyrenes as Improved Pyrene-Based Biomolecular Probes Having the Advantages of High Fluorescence Quantum Yields and Long Absorption/Emission Wavelengths2006

    • 著者名/発表者名
      H.Maeda, T.Maeda, K.Mizuno, K.Fujimoto, H.Shimizu, M.Inouye
    • 雑誌名

      Chem.Eur.J. 12・3

      ページ: 824-831

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of Caged Compounds in the Photocycloaddition of Furan to 2-, 2,3-, and 2,6-Substituted Naphthalenes via Dipole-Dipole Interaction2006

    • 著者名/発表者名
      K.Mizuno, Y.Tachibana, G.Konishi, K.Chivonobu, H.Maeda
    • 雑誌名

      J.Chin.Chem.Soc. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoinduced electron and energy transfer processes in rotaxane containing porphyrinatozinc, [60]fullerene and ferrocene2006

    • 著者名/発表者名
      M.Maes, H.Sasabe, N.Kihara, Y.Araki, Y.Furusho, K.Mizuno, T.Takata, O.Ito
    • 雑誌名

      J.Porphyrin Phthalocyanine (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and Photochemical Properties of Stilbenophanes Tethered by Silyl Chains. Control of (2π+2π) Photocycloaddition, Cis-Trans Photoisomerization, and Photocyclization2005

    • 著者名/発表者名
      H.Maeda, K.Nishimura, K.Mizuno, M.Yamaji, J.Oshima, S.Tobita
    • 雑誌名

      J.Org.Chem. 70・24

      ページ: 9693-9701

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of New Macrocyclic Compounds : Utilization of Bond Character of Hypervalent Sulfur in Tetraazathiapentalene Derivatives2005

    • 著者名/発表者名
      N.Matsumura, R.Hirase, S.Kamitani, Y.Okumura, K.Mizuno
    • 雑誌名

      J.Heterocyclic Chem. 42・6

      ページ: 1175-1180

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 光誘起電子移動反応における立体制御2005

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

      光化学 36・1

      ページ: 57-59

    • NAID

      10015664325

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 環境にやさしい21世紀の化学 新版 グリーンケミストリー入門2005

    • 著者名/発表者名
      安保正一, 水野一彦
    • 総ページ数
      283
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 光反応の特性を利用する高選択的新規ベンゾ四環系化合物の一段階合成法の開発2005

    • 発明者名
      水野一彦, 前多 肇, 迎 弘文
    • 権利者名
      大阪府立大学
    • 産業財産権番号
      2005-259090
    • 出願年月日
      2005-09-07
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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