Development of New Photocatalytic Reactions by Cerium-containing Multi-metallic Clusters

含铈多金属团簇新型光催化反应的发展

• 批准号: 22KJ2211
• 负责人: 玉木 颯太
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2211/
• 关键词: 金属クラスター錯体; カルボン酸; 脱炭酸; ラジカル; セリウム

本研究では、光触媒特性に優れたクラスター錯体の合成と、それらを用いた高活性かつ高選択的な新規有機合成反応の開発を目的としている。本研究者は、これまで開発したセリウム１つとジルコニウム５つからなる新規６核金属クラスター光触媒が、従来のセリウムのみからなる同種金属錯体に比べて格段に触媒活性が高いことを見出し、カルボン酸の脱炭酸－酸素酸化反応において、セリウムの触媒量を従来の１０分の１にまで低減することに成功した。さらに、この錯体に対して２当量のマンガン塩を添加することにより、反応系中で３つの金属からなる異種金属クラスターが形成され、カルボン酸の脱炭酸によって生じた炭素ラジカルとアゾ化合物の付加反応が効率よく進行することが明らかになった。現在、基質適用範囲の拡大を検討しており、特に天然カルボン酸の適用可能であるかを確認している。また、アセトニトリル溶媒中でカルボン酸と鉄アルコキシドを反応させることにより３核鉄クラスター錯体が速やかに形成されることを明らかにし、この錯体がカルボン酸の脱炭酸により生じる炭素ラジカルと電子不足アルケンの付加反応が触媒的に進行することを見出した。本反応は、セリウムを含むクラスター光触媒では当量的にしか進行しない反応であり、金属の種類によって適用できる基質が大きく異なることが明らかになった。さらに、酸化されやすい官能基であるフェノール基を有するカルボン酸やアミン部位を保護したアミノ酸を本反応に適用することができるため、基質適用範囲を大きく拡大する計画である。

In this study, the characteristics of photocatalyst are optimized for the synthesis of organic compounds, and the development of organic synthesis reactions with high activity and high selectivity is also studied. The researchers have successfully developed a new method for the determination of the catalytic activity of a new type of photocatalyst, namely, a new method for determining the catalytic activity of a new type of photocatalyst, a new method for determining the catalytic activity of a new type of photocatalyst, and a new method for determining the catalytic activity of a new type of photocatalyst. In addition, the addition of 2 equivalents of carbon to the reaction system results in the formation of 3 different metals in the reaction system, the production of carbon from decarbonated acids, and the addition of carbon to the reaction system. At present, the application range of matrix is greatly discussed, and the application possibility of natural acid is confirmed. In addition, in the solvent, the catalyst for the formation of iron oxide complex in the presence of catalyst for the formation of carbon oxide complex in the presence of catalyst for the formation of iron oxide complex in the presence of catalyst for the formation of carbon oxide complex in the presence of catalyst for the formation of carbon oxide complex in the presence of catalyst for the formation of carbon oxide complex in the presence of catalyst for the formation of carbon oxide complex in the presence of catalyst. This reaction is based on the reaction of the photocatalyst with the appropriate amount of metal. For example, if the acid is used in the reaction, the reaction will be carried out in the presence of a functional group.