2014 Fiscal Year Research-status Report
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25460028
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| Research Institution | Hyogo University of Health Sciences |
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Principal Investigator |
宮部 豪人 兵庫医療大学, 薬学部, 教授 (10289035)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
甲谷 繁 兵庫医療大学, 薬学部, 准教授 (00242529)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ラジカル / 触媒 / 光触媒 / 有機合成 / 合成化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、“ラジカル種”は、有機合成分野において注目を集めている化学種であるが、その発生には化学量論量以上の試薬を用いるなど、環境への負荷も大きく、有機合成への利用という観点から解決すべき問題が多く残されている。本年度は、昨年度に続き、ラジカル反応の“触媒化”を達成する目的で、酸化剤としても還元剤としても働く“光触媒”を活用した新規ラジカル触媒反応の開発と解析を行った。
不均一系光触媒であるTiO2を用いた研究では、昨年に続き、TiO2を染料（dye）で修飾した可視光応答型TiO2触媒の研究に取り組み、フルオレセンを担持したTiO2が芳香族ケトン類の還元やアルコール類の酸化に有効であることを見出した。さらに、私たちが開発した「TiO2を用いたアセトフェンオン類の還元反応」の反応解析を行った。
また、均一系触媒である遷移金属光触媒（Ru触媒）を用いた研究では、昨年に続き、可視光照射による励起種の発生を利用して、触媒的なパーフルオロラジカルの発生と連続反応への応用研究を展開した。また、新たに、有機染料系化合物と可視光を用いた触媒的ラジカル反応の開発研究や低毒性酸化剤として働く鉄触媒を用いたラジカル反応の開発研究にも着手した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
TiO2を用いた研究は、おおむね計画通りに進行し、いくつかの染料（dye）とTiO2の組み合わせを検討し、可視光応答型TiO2触媒の耐久性などを評価した。その結果、フルオレセンなどの染料を担持したTiO2が比較的良好な耐久性を示すことが分かり、それらの成果を論文として発表した。また、TiO2を用いたアセトフェンオン類の還元反応をモデル反応として、TiO2触媒ラジカルプロセスの反応速度解析を行い、反応メカニズムを考察し、その成果を論文として発表した。
遷移金属光触媒（Ru触媒）を用いた研究も、おおむね計画通りに進行し、触媒的なパーフルオロラジカルの発生を足掛かりとしたラジカル付加－環化―補足反応の開発に成功した。さらに、本反応は、アミン非存在化でも進行することや他のラジカル種の発生にも利用できることを見出した。新たに開始した有機染料系化合物を光触媒として活用する研究においても、Rhodamine Bが、水溶媒中で触媒的にパーフルオロラジカルを発生することを見出した。また、鉄触媒を用いたラジカル反応の開発研究でも、鉄触媒とNCSを組み合わせることにより連続反応に利用できることを見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
不均一系光触媒を用いた研究では、これからも、有機合成反応に利用できる可視光応答型TiO2触媒の開発研究を進めていく。特に、クマリン系色素を担持したTiO2に焦点をあてて、触媒の活性と耐久性などを調べていく計画である。
均一系光触媒を用いた研究では、研究の中心を遷移金属光触媒（Ru触媒）から有機染料系化合物（Rhodamine B）に移し、より環境に優しい光触媒の研究を進める。具体的には、Rhodamine Bを可視光応答型光触媒として活用し、触媒的ラジカル反応の開発を行いとともに、その電子移動過程の解析を行う。Rhodamine Bを用いる反応には、「二つの触媒サイクル」が考えられるため、どちらの触媒サイクルがより重要なサイクルであるかを調べていく。
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| Causes of Carryover |
計画に従い、適切な執行を行った結果、少額の次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度において、新たな研究に必要な物品などの経費に充てる予定である。
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