研究課題
基盤研究(B)
酸素分子は最も入手容易な酸化剤であり、酸化反応に伴って生成する副生成物も水など無害な物質である。今回、酸素分子を酸化剤として用いる方法として、光触媒作用を示すセリウム錯体を用いてカルボン酸の脱炭酸により有機ラジカルを発生させることで、酸素分子との反応によりアルコール類が得られることを見出した。また、その触媒活性がセリウムと他の金属イオンを組み合わせた複合系により高活性化することを明らかにした。
有機金属化学
セリウムが可視光での光触媒機能を発現する要因を明らかにするために反応活性種である多核セリウム錯体を単離し、その構造の同定と分光分析、およびDFT計算によって、セリウムに結合するカルボキシラート配位子から、エネルギー的に低い位置にあるセリウムの空のf軌道への遷移がラジカル形成の鍵となっていることを見出した。本知見は、地球上で無尽蔵に利用できる光エネルギーを化学エネルギーに変換するための触媒設計としてセリウムが有用であることを示しており、今後の光触媒開発における設計指針を提供するものである。
