固体クロスカップリング反応による固相精密分子変換手法の開発
| Project/Area Number |
20J20675
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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 | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
瀬尾 珠恵 北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | メカノケミストリー / ボールミル / 鈴木-宮浦クロスカップリング / パラジウム / ホスフィン配位子 / 結晶化 / モノアリール化 / 不溶性化合物 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、メカノケミストリーによる反応開発を行う。一般的な有機合成反応は、操作の簡便性やコスト、環境汚染の面から課題がある。そこで我々はボールミルを用いたメカノケミカル合成に着目し、ボールミルを用いた汎用的な固体内C-N,C-Cクロスカップリングの開発に成功した。まずこの反応開発から得られた知見を活かし固体内C-O,C-Sクロスカップリングの開発を行う。また我々が開発した固体内C-Cクロスカップリングを駆使することでナノグラフェンの固相精密合成の開発を行う。また、固体反応特有の強い分子間相互作用を利用することで溶液反応とは異なる反応性を目指した反応開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度においては、「メカノケミカル条件に特化した新規メカノ触媒の開発」を中心に行った。種々検討を行った結果、ホスフィン配位子にポリマー鎖として、ポリエチレングリコール鎖を導入した新規配位子を用いることで、より温和な条件下メカノケミカルクロスカップリング反応が進行することを見出した。従来の最適配位子を上回る触媒活性を示すことがわかっている。特に従来の最適配位子では全く反応が進行しなかった基質に関しても、今回のメカノ触媒を用いて反応を行うことで、ほぼ定量的に反応が進行する。さらに固体NMR、PXRD、DSC測定、TEM測定を行うことでポリマー鎖の役割についての考察も行っている。測定の結果、ポリマー鎖にはパラジウム触媒の凝集を抑制する役割があることが示唆されている。ポリマー鎖により形成されるポリマー相と、固体基質との結晶相が相分離構造を形成することで、このような効果がでいていると現在のところ考察している。詳細な議論については、今後計算化学を用いた理論計算を用いて行っていく予定である。また、ポリエチレグリコール鎖以外のポリマー鎖、例えばポリエステルやポリアミド、ポリスチレンにおいてはこのような効果がないことも確認している。この成果は、J. Am. Chem. Soc.に掲載され、カバーアートにも採択された。今後は、ホスフィン配位子だけでなくNHC配位子やビピリジン配位子にもポリマー鎖を導入したメカノ触媒を合成することで、メカノ触媒のライブラリー構築を行っていく予定である。
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| Research Progress Status |
令和4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4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
(20 results)
