Development of reverse micellar catalysis system that promotes efficient visible-light photoredox reactions

• Project/Area Number: 15K05421
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Organic chemistry
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: Takahashi Masaki 静岡大学, 工学部, 教授 (30313935)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 依田 秀実 静岡大学, 工学部, 教授 (20201072) ; 仙石 哲也 静岡大学, 工学部, 准教授 (70451680)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2015: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 可視光増感反応 / 逆ミセル光触媒系 / 青色LED / 両親媒性ルテニウム錯体 / ラジカル二量体 / 逆ミセル / 光触媒 / 両親媒性構造 / ラジカル二量化 / 脱ハロゲン化 / 分子内環化反応 / 鎖状イミド / ２－オキシインドール / ルテニウム錯体 / ペリレンピスイミド / 脱ハロゲン化反応

Outline of Final Research Achievements

This research work focuses on visible-light-induced photoredox reactions under catalysis by reverse micellar composites of amphiphilic catalysts and electronic mediators. Upon extensive experimentation, we discovered that the reverse micellar catalytic systems have complementary substrate specificity to allow predominantly chemoselective reactions. The results presented in this work demonstrate that the designed catalytic systems have the great potential to find many applications for developing new specific visible-light photoredox reactions.

Research Products

• [Journal Article] Electrophilic Amide Allylation of 3-Heterosubstituted Oxindoles: A Route to Spirocyclic 2-Oxindoles Containing the α-Methylene-γ-butyrolactam Structure (2018)
  • Author(s): Sengoku Tetsuya、Hayashi Daichi、Takahashi Masaki、Yoda Hidemi
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry Volume: 2018 Issue: 15 Pages: 1813-1820
  • DOI: 10.1002/ejoc.201800084
  • NAID: 120006635860
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Controllable Monobromination of Perylene Ring System: Synthesis of Bay-Functionalized Perylene Dyes (2018)
  • Author(s): Takahashi Masaki、Asaba Kyohei、Lua Trinh Thi、Inuzuka Toshiyasu、Uemura Naohiro、Sakamoto Masami、Sengoku Tetsuya、Yoda Hidemi
  • Journal Title: The Journal of Organic Chemistry Volume: 83 Issue: 2 Pages: 624-631
  • DOI: 10.1021/acs.joc.7b02540
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Use of β-Amido Allylboronate as a Nucleophilic Reagent in Catalytic Amide Allylation of N-Carbonyl Imides (2017)
  • Author(s): Sengoku Tetsuya、Kamiya Yuta、Kawakami Ai、Takahashi Masaki、Yoda Hidemi
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry Volume: 2017 Issue: 40 Pages: 6096-6098
  • DOI: 10.1002/ejoc.201701112
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Use of β-Amido Allylboronate as a Nucleophilic Reagent in Catalytic Enantioselective Addition to Isatins (2017)
  • Author(s): Tetsuya Sengoku, Akihiro Sugiyama, Yuta Kamiya, Ryunosuke Maegawa, Masaki Takahashi and Hidemi Yoda
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry Volume: 2017 Issue: 9 Pages: 1285-1288
  • DOI: 10.1002/ejoc.201601612
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Indium-catalysed amide allylation of α-iminoamide: highly enantioselective synthesis of amide functionalised α-methylene-γ-butyrolactams (2017)
  • Author(s): Tetsuya Sengoku,Kana Kokubo, Masami Sakamoto, Masaki Takahashi, Hidemi Yoda
  • Journal Title: Organic & Biomolecular Chemistry Volume: 15 Issue: 2 Pages: 320-323
  • DOI: 10.1039/c6ob02506d
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Gap-filling functionality of energy transmitter on cascade energy transfer in a unimolecular anthracene/perylene/rhodamine system (2015)
  • Author(s): Masaki Takahashi, Yuki Numata, Michiki Ui, Toshiyasu Inuzuka, Tetsuya Sengoku and Hidemi Yoda
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 56 Issue: 2 Pages: 430-433
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2014.11.131
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of New Chiral Lactam-fused Pyridine Derivatives (2015)
  • Author(s): Tetsuya Sengoku, Yusuke Murata, Chihiro Suzuki, Masaki Takahashi and Hideki Yoda
  • Journal Title: RSC Advances Volume: 5 Issue: 90 Pages: 73562-73565
  • DOI: 10.1039/c5ra16896a
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Indium-catalyzed Amide Allylation of N-carbonyl Imides: Formation of Azaspiro-γ-lactones via Ring Opening-reclosure (2015)
  • Author(s): Tetsuya Sengoku, Yusuke Murata, Yuwa Aso, Ai Kawakami, Toshiyasu Inuzuka, Masami Sakamoto, Masaki Takahashi and Hidemi Yoda
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 17 Issue: 23 Pages: 5846-5849
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b03021
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] β-アミドアリルボロン酸エステルとZnBr2によるケトンの触媒的不斉アリル化反応の開発 (2018)
  • Author(s): 仙石哲也，前川龍之介，三好絢子，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 日本化学会第98春季年会
• [Presentation] ヒドロキシラクタム環の開閉による新規な触媒的不斉アザスピロラクトン化 (2018)
  • Author(s): 仙石哲也，津田 環，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 日本化学会第98春季年会
• [Presentation] 3-ヘテロ置換オキシインドールへの求電子的アミドアリル化反応とアザスピロラクタム化 (2018)
  • Author(s): 仙石哲也，林 大智，牧野行記，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 日本化学会第98春季年会
• [Presentation] 新規なスタニルアレニルアミドによるアルデヒドの触媒的不斉プロパルギル化反応の開発 (2018)
  • Author(s): 仙石哲也，阿井敬祐，池田郁平，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 日本化学会第98春季年会
• [Presentation] フェニルチオ基を有するラクタム環の光触媒的二量化反応 (2017)
  • Author(s): 仙石哲也，阿井敬佑，夏目真那，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [Presentation] 強い生理活性を誘発するオキシインドールアルカロイドcyanogramideの合成研究 (2017)
  • Author(s): 仙石哲也，園田智史，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [Presentation] アミドアリルボロン酸エステルによる互変異性型テトラミン酸への触媒的不斉アリル化反応 (2017)
  • Author(s): 仙石哲也，前川龍之介，三好絢子，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [Presentation] 新規なスタニルアレニルアミドの調製と触媒的不斉付加反応への利用 (2017)
  • Author(s): 仙石哲也，阿井敬佑，池田郁平，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [Presentation] 異常な開環-閉環反応を経由する新規な不斉アザスピロ-γ-ラクトン化反応 (2017)
  • Author(s): 仙石哲也，津田 環，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [Presentation] 8-epi-Marinolic acid Aの全合成 (2017)
  • Author(s): 仙石哲也，鈴木大智，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [Presentation] ビスアントラセン誘導体の直鎖状連結による多量体合成とそれらの分光特性 (2017)
  • Author(s): 高橋雅樹，三藤啓介，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [Presentation] 新規なβ-アミドアリルボロン酸エステルの調製ーイサチン誘導体の触媒的不斉アリル化 (2017)
  • Author(s): 仙石哲也，杉山彰浩，神谷悠太，前川龍之介，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第47回複素環化学討論会
• [Presentation] 新規なβ-アミドアリルボロン酸エステルの調製ーN-カルボニルイミドとのタンデム型反応 (2017)
  • Author(s): 仙石哲也，神谷悠太，川上 愛，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第47回複素環化学討論会
• [Presentation] 多置換ペリレン構造体の選択的合成とレドックス特性 (2016)
  • Author(s): 高橋雅樹，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: ，第40回電解技術討論会－ソーダ工業技術討論会－
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松コングレスセンター（静岡県浜松市）
  • Year and Date: 2016-11-17
• [Presentation] 多置換ペリレン誘導体の選択的合成と分光特性 (2016)
  • Author(s): 高橋雅樹，浅羽恭平，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] 9,10-ジフェニルアントラセン分子骨格を融合したペリレン誘導体の合成 (2016)
  • Author(s): 高橋雅樹，Trinh Thi Lua，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] 直鎖状多価アントラセン分子の合成と分光特性 (2016)
  • Author(s): 高橋雅樹，三藤啓介，倉澤彩純，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] 芳香族ハロゲン化物の青色ＬＥＤ光増感分解を促進する光捕集増感剤分子の合成 (2016)
  • Author(s): 高橋雅樹，志村 優，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] 効率的な三重項-三重項消滅を実現するジフェニルアントラセン二量体の合成 (2016)
  • Author(s): 高橋雅樹，池田 諭，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] α-イミノアミドの触媒的不斉アミドアリル化反応を鍵とする光学活性なα-メチレン-γ-ブチロラクタムの合成 (2016)
  • Author(s): 仙石哲也，小久保佳奈，池田郁平，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] アミドアリルボロン酸エステルによる環境調和型アザスピロ-γ-ラクトン化反応の検討 (2016)
  • Author(s): 仙石哲也，川上 愛，村田優介，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] 新規なアミノフェノール配位子を用いるイサチン類の触媒的不斉アミドアリル化反応の開発 (2016)
  • Author(s): 仙石哲也，杉山彰浩，神谷悠太，前川龍之介，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] 3-ヘテロ置換オキシインドールへの極性転換型不斉アミドアリル化反応の検討 (2016)
  • Author(s): 仙石哲也，林 大智，中村祐貴，村田優介，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] γ-チオフェニルラクタムの光触媒的活性化と官能基化 (2016)
  • Author(s): 仙石哲也，阿井敬佑，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] 特異なスピロオキシインドール骨格を有するcyanogramideの合成研究 (2016)
  • Author(s): 仙石哲也，原田康平，園田智史，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2016-11-06
• [Presentation] α-イミノアミドに対する触媒的不斉アミドアリル化の開発と光学活性α-メチレン-γ-ブチロラクタム合成への応用 (2016)
  • Author(s): 仙石哲也，小久保佳奈，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第46回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 金沢歌劇座（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-26
• [Presentation] アリルボロン酸エステルを用いたイサチン類に対する触媒的不斉アミドアリル化反応の開発 (2016)
  • Author(s): 仙石哲也，杉山彰浩，神谷悠太，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第46回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 金沢歌劇座（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-26
• [Presentation] 一置換ペリレン誘導体の実用的合成と分光特性 (2016)
  • Author(s): 高橋雅樹，浅羽恭平，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 2016年光化学討論会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2016-09-08
• [Presentation] 新規なβ-アミドアリルボロン酸エステルを用いるイサチン類の触媒的不斉アリル化反応の開発 (2016)
  • Author(s): 仙石哲也，板倉佑耶，杉山彰，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府京田辺市）
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] 直鎖状多価アントラセン誘導体の合成とそれらの分光特性 (2016)
  • Author(s): 高橋雅樹，三藤啓介，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府京田辺市）
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] ペリレンテトラカルボン酸エステルからの新規誘導体合成とそれらの分光特性 (2016)
  • Author(s): 高橋雅樹，浅羽恭平，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府京田辺市）
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] α-イミノアミドの触媒的不斉アミドアリル化反応による光学活性なα-メチレン-γ-ブチロラクタム合成法の開発 (2016)
  • Author(s): 仙石哲也，小久保佳奈，村田優介，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府京田辺市）
  • Year and Date: 2016-03-25
• [Presentation] イミドへの触媒的アミドアリル付加体の異常なアザスピロ-γ-ラクトン化反応の開発 (2015)
  • Author(s): 村田優介，麻生悠和，川上 愛，仙石哲也，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第45回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 早稲田大学国際会議場（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] テトラミン酸をキラル源とする新規な光学活性多置換C2-ピリジンの合成 (2015)
  • Author(s): 仙石哲也，村田優介，鈴木千尋，中村祐貴，林 大智，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第45回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 早稲田大学国際会議場（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] Development of Catalytic Asymmetric Amide Allylation of 1,2-Dicarbonyl Compounds with beta-Amido functionalized Allylstannanes (2015)
  • Author(s): Yusuke Murata, Tetsuya Sengoku, Masaki Takahashi, and Hidemi Yoda
  • Organizer: 13th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-13)
  • Place of Presentation: Rihga Royal Hotel Kyoto, Kyoto Japan
  • Year and Date: 2015-11-12
• [Presentation] フルオラスルテニウム錯体のミセル様会合体に発現するアップコンバージョン増感特性 (2015)
  • Author(s): 高橋雅樹，竹下 光，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 三重大学（三重県津市）
  • Year and Date: 2015-11-08
• [Presentation] 両親媒性アントラセン-ルテニウム錯体の逆ミセル会合体に発現するアップコンバージョン増感特性の検討 (2015)
  • Author(s): 高橋雅樹，池田 諭，仙石哲也，依田秀実
  • Organizer: 第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 三重大学（三重県津市）
  • Year and Date: 2015-11-08
• [Presentation] 立体選択的側鎖導入による Marinolic acid A の合成研究 (2015)
  • Author(s): 仙石哲也，百瀬直登，藁科卓也，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 三重大学（三重県津市）
  • Year and Date: 2015-11-08
• [Presentation] 新規なボロン酸エステルを用いる有機分子触媒的不斉アミドアリル化反応の開発研究 (2015)
  • Author(s): 村田優介，杉山彰浩，板倉佑耶，仙石哲也，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 三重大学（三重県津市）
  • Year and Date: 2015-11-08
• [Presentation] マレイミドの触媒的アミドアリル化反応に基づく異常なアザスピロ-γ-ラクトン化反応 (2015)
  • Author(s): 村田優介，麻生悠和，仙石哲也，高橋雅樹，依田秀実
  • Organizer: 第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Place of Presentation: 三重大学（三重県津市）
  • Year and Date: 2015-11-08
• [Book] Developments in the Synthesis of 3-Acyltetramic Acid Natural Products, in Studies in Natural Products Chemistry (Bioactive Natural Products) (2015)
  • Author(s): Hidemi Yoda, Masaki Takahashi and Tetsuya Sengoku
  • Total Pages: 32
  • Publisher: Elsevier
• [Remarks]
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~tchyoda/
• [Patent(Industrial Property Rights)] ペリレンテトラカルボン酸二無水物の臭素一置換体の製造方法及び精製方法 (2017)
  • Inventor(s): 高橋雅樹，依田秀実，仙石哲也
  • Industrial Property Rights Holder: 高橋雅樹，依田秀実，仙石哲也
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2017-063500
  • Filing Date: 2017-03-28