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Generations and Transformations of Hetero-Element Radicals by External Physical-Chemical Stimuli

Research Project

Project/Area Number 21K06472
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionKanazawa University (2023)
The University of Tokyo (2021-2022)

Principal Investigator

Wang Chao  金沢大学, 薬学系, 准教授 (90610436)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords14 族ヘテロ元素化学 / ラジカル反応 / 電子励起状態 / 光化学反応 / 電子移動反応 / 励起状態 / ヘテロ元素 / ラジカル / 誘導体化反応 / 機能性分子創製 / 有機ケイ素化学 / 有機ゲルマニウム化学 / 有機ホウ素化学 / 有機硫黄化学 / 反応機構解析 / 計算化学
Outline of Research at the Start

本研究では、「14-16 族元素(第 3 周期以降)」の特性と潜在能力を最大限に引き出し、元素化学、合成化学の新手法・新概念・新理論の確立および新機能の創出を目指します。物理エネルギー(光、電気、機械刺激など)による電子励起状態の積極利用を基盤とし、14-16 族官能基を自在に導入する革新的プロセスの開発を目指し、機能性分子、天然物や医薬品などの合成の最終段階での使用にも耐えうる高選択性誘導体化反応や新たな合成手法を確立することを目標とします。さらに、理論計算と実験化学の協奏により、14-16 族元素の潜在能力を最大限に引き出す分子設計を行い、機能性分子構築・新機能創出に挑みます。

Outline of Final Research Achievements

New protocols for mild, efficient, and selective generations and synthetic transformations of silyl and germyl radicals are established by developing novel photo-excited electron transfer reactions. Furthermore, the first protocol of cis-thioboration of alkynes is also established based on new generation pathway for B and S radicals. These results provide new possibility for design and syntheses of hetero-element-containing functional molecules.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ケイ素やゲルマニウム等は、光・電子材料や医薬品をはじめとする様々な機能性分子の基本骨格として大きな期待が寄せられているため、効率的な14 族ヘテロ元素の導入・変換手法が強く求められている。本研究は、基底状態での反応化学に基づいた従来法からの脱却を目指し、電子励起・電子移動の活用による 14 族ヘテロ元素ラジカル種の新規発生法・変換法を実現し、ヘテロ元素を用いる分子変換・物質創製の新たな可能性を示してきた。更に、本研究により開発された14 族元素化学新反応は、温和な条件下で幅広い基質に適用でき、機能性材料や医薬品分子の創出への応用が期待される

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Visible-Light-Driven Germyl Radical Generation via EDA-Catalyzed ET-HAT Process2024

    • Author(s)
      Kaito Yoshizawa、Bi-Xiao Li、Taro Matsuyama、Chao Wang、Masanobu Uchiyama
    • Journal Title

      Chemistry-A European Journal

      Volume: 30 Issue: 41

    • DOI

      10.1002/chem.202401546

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] BN-Embedded Aromatic Hydrocarbon Synthesis via Nucleophilic Diboration Reactions2023

    • Author(s)
      Harada Mei、Fujioka Shota、Ansai Shoma、Wang Chao、Kamino Shinichiro、Hirano Keiichi、Uchiyama Masanobu
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 26 Issue: 1 Pages: 247-251

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c03898

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visible-Light-Driven Silyl or Germyl Radical Generation via Si-C or Ge-C Bond Homolysis2023

    • Author(s)
      Li Bi-Xiao、Ishida Hiroshi、Wang Chao、Uchiyama Masanobu
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 25 Issue: 10 Pages: 1765-1770

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c00503

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DFT Study on the Biosynthesis of Verrucosane Diterpenoids and Mangicol Sesterterpenoids: Involvement of Secondary-Carbocation-Free Reaction Cascades2021

    • Author(s)
      Sato Hajime、Li Bi-Xiao、Takagi Taisei、Wang Chao、Miyamoto Kazunori、Uchiyama Masanobu
    • Journal Title

      JACS Au

      Volume: 1 Issue: 8 Pages: 1231-1239

    • DOI

      10.1021/jacsau.1c00178

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ホウ素の Lewis 酸性に影響を及ぼす因子の理論解析2023

    • Author(s)
      石田 啓、松山 太郎、王 超、中島 誠也、内山 真伸
    • Organizer
      日本薬学会第 144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Lewis 酸性チオホウ素化合物を用いたアルキンの位置・立体選択的チオホウ素化反応2023

    • Author(s)
      松山 太郎、石田 啓、王 超、内山 真伸
    • Organizer
      第 49 回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ボロン酸チオエステルを用いたアルキンの位置・立体選択的チオホウ素化反応2023

    • Author(s)
      松山 太郎、石田 啓、王 超、内山 真伸
    • Organizer
      日本薬学会 第 43 年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 光誘起脱炭酸反応による 14 族ヘテロ元素ラジカル種の発生法の開発2021

    • Author(s)
      王 超、内山 真伸
    • Organizer
      第47回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Book] Isolable Alkenylcopper Compounds: Synthesis, Structure, and Reaction Chemistry (ch. 9 in Polar Organometallic Reagents: Synthesis, Structure, Properties and Applications)2022

    • Author(s)
      Liang Liu、Chao Wang、Zhenfeng Xi(Editors: Andrew Wheatley、Masanobu Uchiyama)
    • Publisher
      Wiley
    • ISBN
      9781119448877
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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