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トリハロメタン、テトラクロロエチレン等に代表される有機塩素化合物は、分解され難く自然界に長く滞在・蓄積されるため、深刻な環境汚染物質として問題視され、効率の良い除去・分解法の開発が望まれている。本研究では、自然界で脱塩素化反応を行うビタミンB12酵素に着目し、その機能モデル錯体を用いて有機塩素化合物の超高効率分解プロセスの開発を目指した。触媒としては、天然の脱塩素化触媒であるビタミンB12酵素をモデル化した疎水性ビタミンB12錯体を合成した。疎水性ビタミンB12錯体は天然のビタミンB12酵素の構造、物理化学的性質を忠実に再現しており、天然酵素と同様の高い触媒活性が発現する事が期待できる。また従来は錯体の活性化法として電気化学的手法を用いていたが、本研究ではよりクリーンで簡便な活性化法として、光増感剤(ルテニウム錯体)を利用した。使用した光増感剤は、可視光に応答して高い還元作用を示すため、光増感剤による光還元反応では、高価な電気化学装置や高濃度の支持電解質が不要であり、環境低負荷で省エネルギー型のクリーンなシステムの構築が期待出来る。実際に、環境汚染物質であるDDTの脱塩素化反応を行ったところ、3時間の反応で効率よく脱塩素化が進行することが明らかとなった。本反応は、暗所(光照射なし)や光増感剤なしでは進行せず、ねらい通り光駆動型の電子移動反応により疎水性ビタミンB12錯体が触媒活性化され、進行することが明らかとなった。
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