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2023 年度 研究成果報告書

d8金属錯体の金属-金属間相互作用を利用する光触媒的メタン変換反応の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 19K15582
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

村田 慧  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (80755835)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード光触媒反応 / パラジウム錯体 / 金属-金属間相互作用
研究成果の概要

本研究では、金属-金属間相互作用を有する複核d8金属錯体を触媒分子として用いる可視光駆動型有機分子変換反応の開発に取り組んだ。反応条件を検討した結果、特にベンゾ[h]キノリン配位子を有するハーフランタン型二核パラジウム(II)錯体が光化学的な塩素引き抜き反応に活性を示すことを見出した。そこで、これを鍵過程とするベンゾ[h]キノリンの可視光駆動型C(sp2)-H結合塩素化反応を開発し、種々の実験および理論解析よりその反応機構を明らかにした。さらに、光酸化還元触媒を併用すれば、同原理を2-メチルキノリンのC(sp3)-H結合塩素化反応にも適用できることを見出した。

自由記述の分野

有機金属化学・光化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において開発した可視光駆動型C-H結合塩素化反応は、可視光エネルギーによって活性な金属ラジカル種を発生させ、これを触媒分子の酸化・塩素化過程に用いる点に特色がある。その結果として、安価で取扱い容易な塩化炭化水素を塩素源に利用することが可能となり、従来法に比べ穏和な条件下での触媒反応が実現した。本原理はC(sp3)-H結合の塩素化にも適用でき、多様な炭化水素基質の変換に利用できる可能性がある。これらの研究成果は、金属-金属間相互作用を含む化学種を光触媒反応へ展開するための触媒設計指針を提示する点から、重要な意義をもつと考えられる。

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公開日: 2025-01-30  

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