| 研究課題/領域番号 |
19K05435
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
長谷川 英悦 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60201711)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 有機光試薬・光触媒 / メタルフリー還元 / 電子・水素ドナー / ベンズイミダゾリン / ベンズイミダゾリウム / レドックス対 / DFT計算 / 過渡吸収測定 / 有機光試薬 / 有機光触媒 / 電子水素ドナー / ラジカルイオン / 有機化学 / 光化学 / 電子移動化学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
（１）光試薬BIH-NapOHの作用機構解明と適用基質拡張を行う。（２）光触媒BI+-NapO-と他物質との協働触媒システムを構築する。（３）BIH-R およびBIH-NapOHによる脱ハロゲン化と脱スルホニル化で生じるラジカル中間体の反応制御を行う。（４）BIH-ArNR2の光試薬活性とBI+-ArNR2・X-の光触媒能を調べる。（５）BIH-Rによる酸素分子還元で過酸化水素発生を試みる。（６）フロー光反応に取り組む。（７）BI・の新規発生法を開発する。（８）BIH-Rによる二酸化炭素および金属イオンの還元を試みる。（９）BI+-Rの吸収および発光特性を明らかにする。（略記号は実施計画参照）
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| 研究成果の概要 |
本研究では，ベンズイミダゾリン（BIH-R）/ ベンズイミダゾリウム（BI+-R）レドックス対であるヒドロキシアリール / アリールオキシド置換体（R = ArOH / R =ArO-），トリアリールアミン置換体（R = PhNAr2），多環アリール置換体（R = Ar）に基づく光試薬および光触媒の開発に取り組んだ。そして，BIH-Rと酸素分子による光酸素化，BI+-Rとヒドリド還元剤を利用したBIH-R光試薬の触媒化の成功，BI+-ArO-とN-オキシルラジカルの協働光触媒法の開発，を達成した。また，BI+-PhNAr2の光誘起分子内電子移動を経る長寿命電荷シフト状態の生成は特筆される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光レドックス触媒による物質変換は，有機合成分野の一大潮流である。また，希少高価で残留懸念がある遷移金属触媒に対して，よりグリーンケミストリーに合致した有機分子触媒が注目されている。代表者が開拓したBIH-Rの光反応研究は幅広い分野に波及した。本研究では，未開拓のBI+-Rに基づく新規光レドックス触媒法を開発した。特にBI+-PhNAr2では，長寿命電荷シフト状態を経由する新規触媒機構を提案した。加えて，BI+-Rの特異な発光現象を発見した。この光レドックス特性や発光特性から，BI+-Rの人工光合成や有機発光デバイスへの応用も期待され，本研究成果の学術的意義および社会的意義は大きい。
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