小さな芳香環を基盤とする有機光レドックス触媒系の開拓

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2008年以降、光レドックス触媒作用を基軸とした分子変換反応の開発が急速に進展し、合成化学分野にパラダイムシフトを起こしている。多くの触媒反応はルテニウムやイリジウムなどの高価で毒性もある貴金属錯体光触媒を使用している。これに対して、本研究では貴金属錯体光触媒を凌駕する有機分子光触媒を創製し、前例のない分子変換反応を開発することを目的としている。とくに合成の容易さや汎用性を重視し、小さな芳香環構造を基盤とした有機分子光触媒の創製に挑戦している。本研究では、ベンゼン環が三個縮合したアントラセンよりも小さな構造体での優れた光触媒機能開拓をめざす。2022年度は、ベンゼンで二つのジアリールアミノ基を架橋した有機分子光触媒をもちいた反応開発で特筆すべき成果が得られた。本光触媒系は貴金属光触媒系よりも高い還元力を示し、難還元性のアルキルベンゾエート類からアルキルラジカル種を発生できることを見出した。本反応は既存のイリジウムなどの貴金属光触媒をもちいても進行しない。本成果を論文発表した。計算化学的手法により遷移状態解析をおこない、プロトン源が作用するという反応設計にとって重要な知見を得た。また、炭素－炭素二重結合の還元的活性化を基盤とする新たな反応も見出した。さらにナフタレンやベンゼンで二つのホウ素ユニットを架橋した有機分子光触媒やシクロファン架橋型光触媒の合成法を確立した。新たな酸化還元ユニットの導入に展開可能であり引き続き新型触媒の開発に取り組む。