| 研究課題/領域番号 |
21H01926
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33020:有機合成化学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
久保田 浩司 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60824828)
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| 研究分担者 |
SIDOROV PAVEL 北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 准教授 (30867619)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
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| キーワード | ボールミル / メカノケミストリー / 固体反応 / 不溶性化合物 / クロスカップリング反応 / クロスカップリング / データ科学 / メカノケミカル合成 / ナノグラフェン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現代の有機合成化学では、基質を溶解させて合成反応を実施する必要があるため、必然的に適用可能な基質は、溶解性の良い単純な構造の分子群に限られてきた。しかし、近年求められている最先端有機機能性材料、発光材料や電子・ホール輸送材料の多くは、大きなπ共役骨格を有するものが多く、出発原料や合成中間体の低い溶解性がその開発を妨げてきた。本研究では、本研究代表者らが独自に開発した固体クロスカップリング反応と「加熱ボールミル法」を駆使することで、「溶解性問題」という100年近く続いた有機合成化学のボトルネックを解決する革新的な固体有機合成化学の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
従来の有機合成では、有機溶媒を用いて溶液の状態で行うことが一般的である。しかし、この方法では溶媒に溶けない化合物は原理的に扱うことができない。本研究ではボールミルという粉砕機を用いるメカノケミカル法を活用することで、様々な不溶性基質の固体有機化学反応を検討した。本研究期間では、主な研究成果として、固体状態で進行する遷移金属触媒を用いた高効率クロスカップリング反応の開発、ポリマー添加による不溶性化合物の固体クロスカップリングの加速効果の発見および固体クロスカップリング反応に特化したオリジナル触媒の開発に成功した。これらの結果は、今後のメカノケミカル合成のさらなる発展に資するものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年求められている最先端有機機能性材料、発光材料や電子・ホール輸送材料の多くは、大きなπ共役骨格を有するものが多く、出発原料や合成中間体の低い溶解性がその開発を妨げてきた。本研究では、本研究代表者らが独自に開発した固体クロスカップリング反応を駆使することで、「溶解性問題」という100年近く続いた有機合成化学のボトルネックを解決する革新的な固体有機合成化学の基盤となる成果を得ることができた。本研究課題の遂行により、メカノケミカル合成が人類が手にしたことのなかった未踏有機分子群へのアクセスを可能とする実用的な方法であることが示された。
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