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2020 年度 実績報告書

材料合成に革新をもたらす「近赤外フォトレドックス反応」の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19071
研究機関金沢大学

研究代表者

古山 渓行  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (30584528)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード近赤外光 / アザポルフィリン / フォトレドックス反応 / 光物理特性
研究実績の概要

深赤色から近赤外光を用いたトリフルオロメチル化においてフタロシアニンのルテニウム錯体(RuPc)が有効な触媒となるとされる前年度までの知見を踏まえて、基質の拡張の検討を行った。検討の結果、アルケンの二重官能基化反応が良好に進行することを見出した。本反応は深赤色光の照射下、様々な官能基に対して化学選択的に目的の官能基化体を定量的に与えた。また、フォトレドックス反応の特徴であるラジカル中間体を経ていることも明らかとした。従来の深赤色光を使用する光反応においては、触媒の再生のために犠牲試薬を等量用いることが反応の進行に不可欠であった一方、本反応は犠牲試薬なしで進行するレドックスニュートラルな系であることが特徴である。さらに、本反応は可視蛍光団の直接修飾も可能であった。同様の基質を可視光反応に適用したところ顕著な分解が観測されたことから、波長選択的な触媒活性化の有効性を示すことができた。
また、近赤外光を用いた酸化的脱水素カップリング反応において、種々の機構解析実験を行った。結果、本反応はこれまで同種の可視光反応において提唱されていた触媒と基質間の電子移動反応を経由する機構ではなく、光励起された触媒と酸素間でエネルギー移動反応が起きて生成した一重項酸素が反応に関与することが明らかとなった。続いて、光源と反応容器の間に可視光遮断剤を設置し、光反応に与える影響を調べた。可視光遮断剤として、従来の可視光触媒の主たる吸収帯と重なるものを用いたところ、可視光反応は顕著に阻害された一方、本近赤外光反応は遜色なく進行した。これは近赤外光が遮断剤を完全に透過しているためと考えることができ、夾雑物存在下でも選択的な反応を行えることが期待できる結果と言える。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 近赤外ケイ素フタロシアニンの近赤外光線力学療法への応用2021

    • 著者名/発表者名
      石井孝知、古山渓行
    • 雑誌名

      マテリアルステージ

      巻: 2020 ページ: 80-84

  • [雑誌論文] Temperature-dependent changes in the molecular orientation and visible color of phthalocyanine films2020

    • 著者名/発表者名
      Furuyama Taniyuki、Uchiyama Shiori、Chikamatsu Tatsuki、Horikawa Takafumi、Maeda Hajime、Segi Masahito、Takahashi Hiromi、Taima Tetsuya
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 10 ページ: 31348~31354

    • DOI

      10.1039/d0ra06273a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of Low-symmetry Ball-shaped Ruthenium Complexes and Fine-tuning of Their Optical Properties in the Visible and NIR Region2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Sari、Shimasaki Fumika、Maeda Hajime、Segi Masahito、Furuyama Taniyuki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 ページ: 1394~1398

    • DOI

      10.1246/cl.200557

    • 査読あり
  • [学会発表] 精密有機合成技術に基づく近赤外色素材料の開発と応用2021

    • 著者名/発表者名
      古山渓行
    • 学会等名
      金沢大学先端科学・イノベーション推進機構協力会 第16回金沢大学研究室見学会
    • 招待講演
  • [備考] 金沢大学研究者情報

    • URL

      https://ridb.kanazawa-u.ac.jp/public/detail.php?id=4466&page=3&org2_cd=340400

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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