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研究実施計画書に記載した同一分子内にアミド基とホウ素置換基を有する分子を合成し、その水素原子引き抜き能について評価した。アミド基上とホウ素上の置換基がそれぞれ異なる数種類の分子を合成しその反応性について系統的に評価したところ、いくつかの分子においては想定通り紫外光照射下での水素原子引き抜き能があることが確認できた。しかし、これらの反応は等量反応においてのみ進行し、触媒としての機能発現は確認できなかった。これはアミド基から発生するアミジルラジカルの発生効率が低く、触媒反応の進行に十分量の活性ラジカルが系中で発生していないためであると考えている。この知見を踏まえてアミジルラジカルよりも触媒反応への応用例が多く長寿命であるチイルラジカルの発生を目指し、分子内にメルカプト基とホウ素置換基を有する分子へと触媒設計指針を変更した。このような分子を合成し光物性の評価を行ったところ中性状態では可視光を吸収しない一方、脱プロトン化しアニオンとなることで可視光を吸収するようになることが明らかとなり、この遷移がチオラートからホウ素への分子内電荷移動であることが計算化学からも支持された。このことは可視光照射により、形式的にアニオン部位からホウ素置換基へと一電子移動が起こりチイルラジカルとホウ素のアニオンラジカルのイオン対が発生できることを示唆している。このラジカル対がそれぞれ水素原子引き抜き(HAT)触媒、一電子還元触媒として機能することを想定し、HAT触媒と可視光励起酸化還元触媒の二触媒系で進行する既知の光反応系をモデル反応として検証したところ高収率で目的物が得られ、合成した分子の光触媒機能を実証した。
この成果は可視光触媒の新たな分子設計指針を提示する成果であり、その学術的基盤をより強固なものとするべく、反応機構に関する実験的検証を詳細に行い学術論文として発表の準備を進めている。
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