共同研究・競争的資金等の研究課題

有機合成反応に対するマイクロ波作用は，熱的効果に加えマイクロ波特異効果の存在が議論されてきた。申請者は触媒的不斉合成反応へのマイクロ波適用により，それらの分離に成功した。本研究ではマイクロ波特異効果の適用一般化を目指し，マイクロ波照射で加速される反応系の開拓と，定量的取り扱い，反応速度論解析により，有機合成化学におけるマイクロ波適用の指針を示し，有機合成反応開発の革新発展に寄与することを目指す。

ナザロフ環化反応においてマイクロ波特異効果を検証した。速度論的解析による反応加速の定量化により，最大5.8倍の加速を確認した。また不斉転写を伴う熱ナザロフ環化反応でも，不斉転写率の低下なしに反応加速が観測された。円偏波マイクロ波による絶対不斉合成の開発研究では，円偏波マイクロ波の物理的測定による反応系の設定に関して共同研究に発展した。さらに，マイクロ波特異効果がエントロピー効果に基づくとの仮説に対しても共同研究に発展し，テラヘルツ分光によるメカニズム解明に可能性を見出した。 マイクロ波加熱は日常にも利用され，技術としては成熟しているが，加熱メカニズムも完全には理解されていない。合成有機化学的にもマイクロ波特異効果はいまだに懐疑的な意見も多い。本研究では，マイクロ波効果の実験的検証に基づくマイクロ波利用の普及を目指し，定量的な取扱いによるマイクロ波効果のメカニズムの解明に迫った。

円偏波マイクロ波の効果を調べた。無照射，右旋・左旋照射で反応し，ケトン還元の不斉収率を調べた。光学活性な触媒反応に12.4 GHz円偏波マイクロ波を照射すると，右旋条件の不斉収率は無照射より向上し，左旋条件では低下した。一方，ラセミ触媒反応の 2.45 GHz / 50 W円偏波マイクロ波照射では，右旋・左旋いずれも向上，マイクロ波効果を考慮すべきである。 アトロプ異性化に対する円偏波マイクロ波の効果を調べた。2.45 GHz / 20 W円偏波照射後にラセミ化を抑制，還元後に不斉収率を調べた。統計処理の結果ラセミ体の95%信頼区間にあるが，左旋右旋で逆方向に不斉収率が観測される条件を見出した。