希土類触媒を用いた１電子移動戦略に基づく物質変換反応

Research Project

Project/Area Number	19F19338
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	外国
Review Section	Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research Institution	Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	侯召民国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (10261158)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	QIU YOUAI 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 外国人特別研究員
Project Period (FY)	2019-11-08 – 2022-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000) Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2019: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords	希土類 / C-H結合活性化 / アルキル化 / 希土類アルキル錯体 / スカンジウム / 有機金属化学 / 有機合成化学
Outline of Research at the Start	The proposed use of rare-earth electrochemical or photoredox catalyst system would be a new alternative to conventionally applied regeneration/oxidation procedures, making this process environmental friendly and attractive for academia and industries. Overall, our purpose of the proposed research is to firstly develop novel electrochemical rare-earth metal-catalyzed alkene difunctionalizations and photo-induced rare-earth metal-catalyzed arylation.
Outline of Annual Research Achievements	金属触媒単独を用いた有機合成反応は多数報告されているが、効率的にエネルギーを活用した反応は限られている。光触媒と金属触媒を適切に組み合わせ、それぞれのプロセスを効率的に機能させれば、環境調和型の反応として機能することが期待できるが、このような研究例は少ない。理研の侯有機金属化学研究室では、立体的にかさ高いシクロペンタジエニル配位子と反応性の高いアルキル種を組み合わせることにより、これまで制御が難しいとされた一連のハーフサンドイッチ型希土類ジアルキル錯体を創製し、それらより極めて多彩でかつユニークな触媒活性を示すカチオン性希土類モノアルキル種の創製に成功し、C-Hアルキル反応を達成した。本研究課題では、これらの触媒技術に光触媒系を組み合わせた、効率的な有機合成反応の開発に着手した。まず、新規軸不斉化合物の合成反応を開発するため、モデル化合物としてイミンユニットを配向基として有する化合物を合成し、スチレンを用いたアルキル化を検討した。オレフィン重合反応で高い活性を示すスカンジウム触媒を用いて反応を行ったところ、想定したナフチルユニットのアルキル化反応だけでは止まらず、イミンユニットへの付加環化反応によるアミン化合物が主に生成した。さらに触媒を検討したところ、イットリウム触媒が高い選択性を示し、位置選択的な環化アルキル化反応を見いだした。また、キノリンユニットを有する芳香族化合物のアルキル化反応についても検討し、キノリンのオルト位が選択的にアルキルされた化合物が得られた。さらに、メチルキノリンユニットを有する場合は、キノリンユニットではなく、ベンゼン環のオルト位選択的なアルキル化反応が進行した。このような化合物は軸不斉の発現が期待されることから、光学活性な希土類錯体触媒による不斉反応への展開は興味深い。
Research Progress Status	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。