ナノ空間反応場での触媒化学
有機合成反応は、一般に反応媒体として有機溶媒を用いて、反応試薬(有機試薬や無機試薬)が完全に溶けた状態で行われることが多い。したがって、反応分子どうしはフラスコ内を自由に動き回り、衝突して反応が進む。通常の分子の大きさは、数Å〜数十Å程度である。私たちの研究室では、数Å〜数十Åの均一な細孔(ナノ空間)から成る多孔質物質(ゼオライト、メソポーラスシリカ、メソポーラスアルミナなど)を有機合成反応を促進する固体触媒として活用し、反応分子を固体触媒の持つこのナノ空間内に取り込ませ、溶液内の自由な環境とは異なった狭い空間内で、反応分子に様々な制約・束縛を与えることによって、特異な反応を起こす研究を行っている.この反応法は固体触媒のもつ独特の超微小空間を、ナノフラスコとして利用しているとも言える。しかも、実験室のガラス製フラスコと違って、ナノフラスコを形成する固体触媒の表面に、濃硫酸に匹敵する強い酸性を示すサイトや、遷移金属イオンの活性サイト、酵素触媒などを自由に組み込むことができるので、反応分子はこれらナノフラスコ内部の活性サイトと接触することにより活性化され、反応が加速するという触媒作用も受ける。 これらの触媒開発研究を通して、環境に調和した化学合成の実現(グリーンケミストリー)を目指している。 |
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