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宮崎大学 工学部 物質環境化学科 機能物質化学講座
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| 研究内容の紹介 | |
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１）合成を駆使した光反応を利用した合成反応： Photoamination ２）生体関連物質の光反応： Flavin Photochemistry in Micelles ３）水溶液中の光反応 ４）光触媒の開発および利用 ５）軸配子修飾金属ポルフィリン錯体の光化学 |
１）合成を駆使した光反応を利用した合成反応： Photoamination化学反応は反応基質の活性化を必要とします。通常、反応基質の活性化は酸・塩基、活性な試薬類、触媒類、熱エネルギーなどによって行われます。しかし、多くの場合、反応基質の活性に用いた酸・触媒、試薬類は副生生物および廃棄物として残ります。１トンの生成物を合成するために同等の廃棄物が出ているとも言われています。そのために副生生物の除去・回収に多くの労力とエネルギーが必要となります。 一方、光反応はクリーンなエネルギーであり、「回収が不要な試薬」といえます。当研究グループでは、従来、多量の酸塩基を必要とし、多段階の反応を経由して行ってきたてき「アミノ化反応」を、光反応の利用によって簡単に行う「光アミノ化反応」に１９８５年に世界で初めて成功している。 この方法は、廃棄物が少ない合成反応であり「環境調和型の合成反応」であると言える。 |
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４）光触媒の開発および利用当研究グループでは東洋検査センター㈱および富士シリシア化学㈱および宮崎県工業技術センターとの共同研究として「可視光で働く光触媒の研究」を行っています。触媒としては当研究グループで独自に開発した「シリカゲルにアンチモンポルフィリン錯体を担持させた触媒」を用いています。 |
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この触媒は有機塩素化物から塩素原子を塩素イオンとして取り除く能力に優れています。「シリカゲルにアンチモンポルフィリン錯体を担持させた触媒」を詰めた反応装置に蛍光灯で照射しますと、そこへ流れてきたモデル基質の4-クロロフェノールを分解することが出来ます。実用的には排水中に有機塩素化物は低濃度で存在するので、処理が難しいとされています。この触媒の特徴はシリカゲル担体を使っていることで、低濃度の有害成分を濃縮する事が出来る特徴を持っています。下図で濃縮された４－クロロフェノールが光の照射によって分解されていく様子が分かります。 |
５）軸配子修飾金属ポルフィリン錯体の光化学 植物が行っている光合成は太陽エネルギーを利用して、地球上の生物にとって欠かすことの出来ない炭水化物を二酸化炭素から合成する、地球上で最も大切な反応だと言えます。光合成は「食料の確保」、「二酸化炭素濃度を一定に保つ」などから重要です。当研究グループでは光合成を行う上で重要なクロロフィルと類似の化学構造をしている「金属ポルフィリン錯体」を人工的に合成し、光合成中心で起こっている反応を再現することで、その機構に迫ろうとする研究を行っています。 |
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