メタルフリー光触媒による有機化合物のクリーン脱酸素法の開発

研究課題

研究責任者	白石康浩大阪大学, 太陽エネルギー化学研究センター, 准教授
研究期間 (年度)	2013
概要	エポキシドなどの含酸素化合物を脱酸素する反応は、重要な官能基変換反応である。ところが、これらの反応は、高温・高圧の過酷な反応条件、ならびに貴金属触媒が不可欠であった。本課題では、常温・常圧下で脱酸素を進行させる光触媒プロセスを開発した。我々は、ルチル型二酸化チタン(TiO2)をエポキシドを含むアルコールに懸濁させて紫外光を照射すると、アルコールを還元剤として、対応するアルケン類が高効率かつ選択的に生成することを明らかにした。この反応では、ルチルTiO2表面の酸素欠陥サイトが脱酸素活性サイトとなる。表面Ti3+種からエポキシドへの電子移動により、オキシラン環の開裂を経てアルケンが生成する。この際、表面Ti種は酸化されるが、TiO2の光励起により、アルコールを電子源として表面Ti種が再生される。今後は、触媒の改良により量子収率の向上を図るほか、種々の含酸素化合物(ケトン、エステル、)の脱酸素反応への応用を図る。