| Project/Area Number |
22KJ1694
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| Project/Area Number (Other) |
21J22267 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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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 (2022-2023)
Kanazawa University (2021) |
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Principal Investigator |
佐藤 由季也 京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 合成反応 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、有機ボレート種の合理的設計とその光物性に基づき、直接励起法による高難度分子変換および触媒的直接励起法の確立を目指す。具体的には、電荷錯体形成に基づく有機ボレートと反応剤との一電子移動を利用した高難易度分子変換の開発および有機ボレート種の触媒的直接励起法の開発を実施する。本研究は、合成化学や工業プロセスへの基盤技術のみならず、構築困難な分子の合成が可能となり、ケミカルスペースの増大に繋がり、創薬分野への更なる発展に直接的な影響を与える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
アミド化合物は、天然物や医薬品などに見られる重要な化学種である。近年、窒素上を官能基化したアミド化合物を用いることで、対応する窒素中心ラジカルの発生、続く1,5-水素原子移動（HAT）に基づいた遠隔位官能基化反応が報告されている。これらの手法は、ケミカルスペース拡大の観点から、種々の構造を有するアミド化合物を構築可能とする優れた手法であるものの、事前に官能基化されたアミド化合物を調製する必要がある。一方で、光駆動型プロトン共役電子移動（PCET）は温和な条件下、単純なアミド化合物から窒素中心ラジカルにアクセスできることから、直截的かつ官能基許容性に優れた手法である。しかし、用いる塩基や基質の結合解離エネルギー、触媒の酸化還元電位などのさまざまな要因に支配されていることから、反応制御が困難である。たとえば、PCETと続く1,5-HATにより生じた炭素中心ラジカルを続く結合形成に適用するのは、単純なラジカル補足反応に制限されている。
このような背景のもと、研究者は、当該年度、光駆動型PCETに基づくN-ヘテロ環状カルベン（NHC）触媒系を用いた、アミド化合物の遠隔位アシル化反応の開発に着手した。可視光照射下、光酸化還元触媒と温和な塩基を用いることで、アミド化合物の窒素中心にラジカルが発生する（酸化的PCET過程）。生じた窒素ラジカルは速やかに1,5-HATが進行し、炭素中心ラジカルを与える。一方で、カルボン酸から容易に調整できるアシルイミダゾールとNHC触媒から生じるアシルアゾリウム中間体に対する一電子還元によりケチルラジカルが生じる。これら各々の触媒サイクルから生じた2種類のラジカル（炭素中心ラジカルとケチルラジカル）が選択的に反応することで、δ-C－Hアシル化体を与える。
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