黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所（奥笔滨-滨罢产惭＊）?大学院工学研究科の大井 贵史 教授、大松 亨介 特任准教授†（現 慶應義塾大学理工学部 教授）、森 宗一郎 工学部学生†、山口 理恵 技術補佐員、鈴木 隆平 博士、黑料网WPI-ITbM?大学院理学研究科の柳井 毅 教授、仙頭志音 博士前期課程学生、およびミュンスター大学（ドイツ）のOlga García Mancheño （オルガ?ガルシア?マンチェーニョ）教授、Lukas-Maximilian Entgelmeier（ルーカス マキシミリアン?エントゲルマイヤー）博士後期課程学生らの研究グループは、青色光の照射下で高い反応性を発現する新しい分子性の光触媒を開発しました。
研究グループは、アクリジニウムカチオン注１）とアミデートアニオン注２）が窒素－窒素结合でつながった分子を新たに设计しました。この分子は、青色光を吸収して励起注３）し、分子内での1电子移动によって生成する窒素ラジカル（アミジルラジカル）注４）を活性种とし、有机化合物の炭素－水素结合から水素原子を引き抜いて炭素ラジカル注４）を発生させる力を备えた光触媒として働きます。アミジルラジカルが水素原子を引き抜く力は非常に优れているため、通常はほとんど反応しないような安定な炭素－水素结合の変换も可能になる点が特徴です。また、触媒分子が溶媒として用いるヘキサフルオロイソプロパノールと水素结合を形成することが、光触媒としての优れた机能を発挥する上で不可欠であることを理论计算によって明らかにしました。
本研究成果は、2024年6月22日付ドイツ化学雑誌「Angewandte Chemie International Edition」電子版に掲載されました。
(† は研究当时)
?分子内にカチオンとアニオンをもつ新しい分子性の光触媒を设计
?光励起によって発生する窒素ラジカルを触媒として利用することに成功
?水素结合を形成することで活性种として働く叁重项励起种が効率的に発生
?青色光をエネルギー源として安定な炭素－水素结合を効率的に変换
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注１）アクリジニウムカチオン：
窒素原子を含む芳香族化合物であるアクリジンが、窒素原子のプロトン化やアルキル化等を起こしてプラスの电荷をもった化合物。
注２）アミデートアニオン：
アミドの脱プロトンによって生じるアニオンの総称。アミドは颁(=翱)狈配列をもつ化合物（颁は炭素原子、翱は酸素原子、狈は窒素原子）。
注３）励起：
分子等が外部からエネルギーを吸収して、より高いエネルギー状态になること。光子を吸収して励起する场合は光励起という。
注４）ラジカル：
通常、分子を构成する电子は2つずつ対になって存在しているが（この状态が安定、全体として偶数の电子）、特定の条件下では不対电子（１つの电子、全体として奇数の电子）で存在する场合がある。この状态にある分子をラジカルと呼び、アミド窒素上に不対电子があるものをアミジルラジカル、炭素原子上に不対电子があるものを炭素ラジカルと呼ぶ。
雑誌名：Angewandte Chemie International Edition
論文タイトル：Zwitterionic Acridinium Amidate: A Nitrogen-Centered Radical Catalyst for Photoinduced Direct Hydrogen Atom Transfer
著者：Lukas-Maximilian Entgelmeier、森 宗一郎、仙頭 志音、山口 理恵、鈴木 隆平、柳井 毅*、Olga García Mancheño*、大松 亨介*、大井 貴史* (*は責任著者、下線は本学関係者）
DOI: 10.1002/anie.202404890
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※【奥笔滨-滨罢产惭について】()
黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所（滨罢产惭）は、2012年に文部科学省の世界トップレベル研究拠点プログラム（奥笔滨）の1つとして採択されました。
奥笔滨-滨罢产惭では、精緻にデザインされた机能をもつ分子（化合物）を用いて、これまで明らかにされていなかった生命机能の解明を目指すと共に、化学者と生物学者が隣り合わせになって融合研究をおこなうミックス?ラボ、ミックス?オフィスで化学と生物学の融合领域研究を展开しています。「ミックス」をキーワードに、人々の思考、生活、行动を剧的に変えるトランスフォーマティブ分子の発见と开発をおこない、社会が直面する环境问题、食料问题、医疗技术の発展といったさまざまな课题に取り组んでいます。これまで10年间の取り组みが高く评価され、世界トップレベルの极めて高い研究水準と优れた研究环境にある研究拠点「奥笔滨アカデミー」のメンバーに认定されました。
