| 研究課題/領域番号 |
19K05681
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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36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 兵庫医療大学 |
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研究代表者 |
甲谷 繁 兵庫医療大学, 薬学部, 教授 (00242529)
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| 研究分担者 |
宮部 豪人 兵庫医療大学, 薬学部, 教授 (10289035)
川島 祥 兵庫医療大学, 薬学部, 助教 (60775724)
長谷川 靖哉 北海道大学, 工学研究院, 教授 (80324797)
北川 裕一 北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 特任講師 (90740093)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 光触媒 / 不斉反応 / 酸化チタン / 有機合成 / エナンチオ選択性 / キラル認識剤 / アナタース / 結晶面 / アナターゼ / エナンチオ選択的 / 結晶面選択性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表者らは、芳香族ケトンがTiO2上で共吸着したマンデル酸（MA）によってエナンチオ選択的に水素化され、不斉炭素を有するキラルな２級アルコールを与えることを見出した。この不斉反応は、TiO2の結晶面特有の原子配列と表面構造を反映したものであり、TiO2表面に共吸着したMAと芳香族ケトンの分子間相互作用における相互の立体配置がエナンチオ選択性を決定すると考えられる。このような結晶面選択的な不斉反応のメカニズムは未だ解明されておらず、固体表面科学・界面科学や触媒化学の分野に強いインパクトを与えるものである。将来的には有機合成化学への応用が期待でき、有機化学や医薬品化学への波及効果も期待できる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、2-アセトナフトン(2-NP）などのアキラルな芳香族ケトンから不斉炭素を有するキラルな2級アルコール（2-NPOH）への光不斉水素化反応において、TiO2に共吸着するキラルな低分子有機化合物によるエナンチオ選択的な不斉誘起機構を検討した。
成果(1)：新しく見出したキラル共吸着剤2-アミノ-1-フェニルエタノール（PhEA）は、安定に2-NPの水素化反応へ関与し、高い収率と比較的強いエナンチオ選択性を示すことが明らかとなった。成果(2)：本反応のエナンチオ選択性は、結晶面の割合のみに依存するわけではなく、フッ化物イオンの吸着によっても立体化学的に強く影響を受けることが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
半導体光触媒の固体表面反応場、特にTiO2光触媒を有機合成反応に利用するメリットは、(a) 特有の化学反応を引き起こすことが可能、(b) 生成物の分離・精製が容易、(c) 化学的に安定で回収や再利用が可能、(d) 安価、(e) ヒトや環境にほとんど無害であり、大量に使用したり廃棄しても問題にならない、などが挙げられる。近年、TiO2アナタース微結晶の形状制御と酸化還元反応における面選択性の研究が活発に行われいる。本研究の成果は、半導体光触媒の分野において表面化学と不斉立体化学を融合した新しい概念を当該学術分野に吹き込むと共に、将来的に医薬品合成などへの社会的な波及効果が期待される。
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