垣内 史敏

電気・光・磁場で誘導する革新的分子変換法の創成

グラント番号：JPMJCR20R1

研究代表者

垣内 史敏

主たる共同研究者

家 裕隆	大阪大学 産業科学研究所　教授
笹井 宏明	大阪大学 大学院薬学研究科　特任教授
土肥 寿文	立命館大学 薬学部　教授

研究概要

有機化合物中に遍在する炭素－水素結合を分子変換に利用し、電気・光・磁場で発生させた活性種を触媒反応に組み込んで、機械学習支援による高効率・高選択的に進行する革新的分子変換法を開発します。本研究で、１）触媒の酸化数制御による不斉反応と位置選択的反応の開発、２）外部エネルギーで触媒活性と構造変化をオンデマンドで行う触媒多機能化法の開発、３）電極の特長を活用した位置選択的官能基化の指導原理を創成します。

前田 和彦

ヒドリド含有酸化物を活用した電気化学CO2還元

グラント番号：JPMJCR20R2

研究代表者

前田 和彦

主たる共同研究者

陰山 洋	京都大学 大学院工学研究科　教授
野澤 俊介	高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所　准教授

研究概要

本研究では、高選択的かつ高速でCO2を還元する新しい電気化学触媒の創出を目的とする。触媒構成物質としてヒドリド含有酸化物群に着目し、それらの構成イオンを制御することで最適な担体を得る。さらには、第二成分として遷移金属種をヒドリド含有酸化物上に添加し、目的生成物に対する選択率と反応速度を向上させる。触媒開発と連動して、動作中の触媒の様子をリアルタイムで捉える新しい分光計測手法の開発にも取り組む。

安田 誠

「ルイス酸-外部刺激」系によるイオン性中間体の活性化

グラント番号：JPMJCR20R3

研究代表者

安田 誠

主たる共同研究者

清水 章弘	大阪大学 大学院基礎工学研究科　准教授
高橋 大介	慶應義塾大学 理工学部　准教授
深瀬 浩一	大阪大学 大学院理学研究科　教授

研究概要

カゴ型金属ルイス酸に光照射や電解を加え緻密な性状制御を行い、多糖の選択的合成法を確立する。また、ルイス酸配位子の光励起によるエキシマー発生に誘起される構造変化を活用した、選択的なテルペノイドの環化を行う。ルイス酸-可視光Photoredox触媒の融合型化合物を創成し、高効率電子移動型触媒反応開発する。さらに、ルイス酸により発生する活性中間体に対するマイクロ波の非熱的効果による位置選択的反応を行う。

吉信 淳

時空間で精密制御した輻射場による表面反応プロセス

グラント番号：JPMJCR20R4

研究代表者

吉信 淳

主たる共同研究者

安倍 学	広島大学 大学院先進理工系科学研究科　教授
渡邊 一也	京都大学 大学院理学研究科　教授

研究概要

本研究では、THzパルスによる吸着種の低エネルギー振動モードの選択励起とポラリトン形成によるポテンシャル変調を駆使して，時空間領域で精密制御した輻射場により表面反応プロセスを能動的に駆動します．全ての振動モードに統計的にエネルギーが分配される熱反応の欠点を回避し，反応の活性化障壁を下げ、反応を直接駆動するモードを選択励起することで、より低い温度・少ないエネルギーでの反応駆動を目指します。