Development of New Transformations of Nitro Compounds
| Project/Area Number |
19J20969
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
柏原 美勇斗 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | ニトロアルカン / アルキルラジカル / 一電子還元 / 9-フルオレノール / クロスカップリング / 芳香族ニトロ化合物 / 脂肪族ニトロ化合物 / ラジカル反応 / パラジウム |
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| Outline of Research at the Start |
「芳香族ニトロ化合物の単工程での自在変換」を大義に掲げ，具体的にいくつかの反応開発を行う。芳香族ニトロ化合物は安価で入手容易な原料であり，したがってその自在変換が可能になれば，これまでの合成化学をはるかに上回る効率で有機材料や医薬品などを合成することができる。本研究は，そのような芳香族ニトロ化合物を基盤とする化学の枠組みを示すとともに，その発展を促す先駆けとなるものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和３年度は，計画書には記載していないが，前年度から継続して「脂肪族ニトロ化合物の新規変換反応開発」の課題に取り組んだ。前年度中に安価かつ低毒性の９－フルオレノールを触媒として用いることで脂肪族ニトロ化合物からアルキルラジカルが生成することが分かっており，中でもその炭素骨格が活性の発現に重要であることが示唆された。そこでまず，同様の骨格を有する様々な誘導体を合成し，触媒反応のさらなる効率化を検討したところ，当初から用いていた9－フルオレノールが最適な触媒であることが分かった。この理由は文献調査と計算化学によって明らかにしている。続いて，発生したラジカルの水素化，アルケンへの付加，ヘテロ芳香環への付加，それぞれの反応について基質適用範囲の調査を行い，様々な電子特性・立体特性を有する基質や，従来のスズヒドリドを使用する手法では反応してしまう官能基を有する基質が適用可能できることを明らかにした。さらに検討を行う中で，適切な基質をアルキンと反応させることでスピロ化合物が得られることも確認し，種々のスピロ化合物の合成にも成功している。以上の成果は，入手容易かつ修飾の容易な脂肪族ニトロ化合物を原料として，極めて単純な反応条件，実験操作でアルキルラジカルを発生させ，様々に官能基化できる手法を確立したものであり，新規化合物の合成や効率の向上，また環境負荷の低減などの観点から有機合成化学において重要な位置付けを占める。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
