| 研究課題/領域番号 |
21K14625
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
荒巻 吉孝 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70779678)
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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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021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 | 水素原子移動 / 光触媒 / ホウ素 / 硫黄ラジカル / ブレンステッド酸触媒 / frustrated Lewis pair / 水素原子引き抜き触媒 / 一電子還元触媒 / 一電子還元 / 水素原子引き抜き反応 / ラジカルーラジカルカップリング反応 / 水素原子引き抜き / 水素原子移動反応 / ラジカル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
既存の光触媒分子のほとんどは有機ELなどに用いられてきた分子、すなわちすでに光励起状態の挙動が明らかにされている分子を光触媒へと転用したものである。これに対して本研究では触媒サイクルの素反応過程での触媒の振る舞いを念頭に光触媒分子を機能からボトムアップ的に設計するという新たなアプローチを提案する。このような触媒設計指針に基づき合成した分子の光触媒として機能の実証により新たな学理構築を行い、合成化学的な応用面からも高価な遷移金属を用いずに複雑な立体構造をもつ分子を安価な原料から短工程にて光エネルギーを駆動力として合成することが可能になる。
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| 研究成果の概要 |
有機化合物中に豊富に含まれる飽和炭化水素鎖の炭素－水素結合を直接的に変換する手法は、従来の官能基に依存した合成法に対して、廃棄物を減らし化合物の合成ステップも減らすことができるため、環境調和性の高い反応である。しかし、そのような直接的炭素－水素結合の変換を担うことができる水素原子引き抜き(HAT)触媒の構造と反応形式は限定的なものであり、より多様な分子変換を達成するためには新しいHAT触媒の開発が求められている。本研究では、独自の分子設計指針に基づいたHAT触媒を創製し、既存法を凌駕する分子変換法の開発に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した炭素－水素結合を直接変換できる新規触媒は、従来法では共存させることが難しかった素反応を組み合わせることができるため新たな分子変換法の開拓に繋がるとともに、単一の触媒で複数の機能を有することと、副生成物が生じないためアトムエコノミーにも優れ、環境調和性の非常に高い合成法である。加えて、本触媒設計は極めて汎用性が高く、本研究の触媒設計に則り独自の機能をもった新規光触媒の開発を促進するものとなりうる。
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