Home グリーンケミストリーやサステイナブルケミストリー(※3)の観点から、電子触媒は遷移金属触媒よりも遙かに望ましいが、その実現には100℃を超える高温が必要であった。関西学院大学生命環境学部の白川英二、広島大学大学院先进理工系科学研究科の安倍学教授らの研究グループは、太陽光に応答する光レドックス触媒により、アリール亜鉛反応剤とハロゲン化アリールの電子触媒根岸クロスカップリング反応が、室温で進行することを見出した。また、光レドックス触媒のみならず、アニオンラジカル中間体の光励起が、室温での電子触媒反応を可能にする鍵になっていることを明らかにした。この発見により、これまでその適用範囲に制限があった電子触媒の利用が広範囲に広がり、多くの有用化合物の合成が簡便にできるようになった。
本研究成果は、Science Advances誌に 2023年5月31日にオンライン掲載された。
2010年にノーベル化学赏を受赏した根岸および铃木?宫浦クロスカップリング反応によって、医薬品や电子材料などの机能性物质の构造に多く存在するビアリール骨格を简便に合成できるようになった。しかしながら、通常、希少金属とされるパラジウム触媒を用いる必要があり、また、加热という热エネルギーが必须であった。地球规模でのエネルギー?资源问题の観点から、大量の热エネルギーを用いる现状の物质?エネルギー変换プロセスに大きな変革が求められており、新たな科学技术の开発が切望されている。本研究の笔头着者である白川英二博士(関西学院大学?教授)の研究グループは、2010年に迁移金属を用いないクロスカップリング反応を世界で初めて见出した。その反応は?电子触媒?反応と名付けられ、现在世界中で活発に研究が行われている。しかしながら、良好な化学収率を得るためには、100度以上の高温が必要であり、より効率的な物质変换反応の开発が强く求められていた。本研究では、太阳光に応答する光レドックス触媒叠顿础を用いることで、加热を必要としない、室温での极めて汎用性が高いクロスカップリング反応の开発に成功した。加热を必要としない理由の解明を、安倍学博士(広岛大学?教授)の研究グループが行い、これまで、一重项电子励起状态(シングレット)が键であるとされてきた常识を覆し、叁重项电子励起状态(トリプレット)が反応の键になっていることを见出した。
本研究で见出された叠顿础を助触媒とする电子触媒反応は、太阳光を利用することで、有用化合物を室温で简便に合成することができる。豊富に存在する太阳光エネルギーを用いる物质変换反応を工场レベルでの合成プロセスに移行することによって、持続可能な社会の発展に繋げることができる。
図1：有用化合物の従来の合成手法と光をエネルギー源にする新手法
図2：本手法で简便に合成できるようになったビアリール化合物
(※1)クロスカップリング反応：异なる2种类の构造を繋ぐ反応
(※2)长寿命トリプレット活性种：分子间の化学反応性が向上する反応活性种
(※3)グリーンケミストリー、サステイナブルケミストリー：
化学技术の革新を通じて人と环境の健康?安全を目指し、持続可能な社会の実现に贡献していくことを目的とする世界的な活动。
本研究は、JST CREST研究?革新的反応?新たな生産プロセス構築のための電子やイオン等の能動的制御による革新的反応技術の創出、にて実施した研究成果である。
＜研究に関すること＞
広島大学大学院先进理工系科学研究科 安倍 学
罢别濒：082-424-7432 贵础齿：082-424-7432
贰-尘补颈濒：尘补产别＊丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫
関西学院大学 生命环境学部 环境応用化学科 白川 英二
罢别濒：079-565-8300 贵础齿：079-565-7605
贰-尘补颈濒：别蝉丑颈谤补办补飞补＊办飞补苍蝉别颈.补肠.箩辫
＜広报に関すること＞
広岛大学 広报室
罢别濒：082-424-3749 贵础齿：082-424-6040
贰-尘补颈濒：办辞丑辞＊辞蹿蹿颈肠别.丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫
関西学院 広报室 企画広报课
罢别濒：0798-54-6873 贵础齿：0798-51-0912
贰-尘补颈濒：办驳-办辞丑辞＊办飞补苍蝉别颈.补肠.箩辫
(＊は半角＠に置き换えてください)
掲載日 : 2023年06月21日
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