| Project/Area Number |
22KJ2125
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| Project/Area Number (Other) |
22J10775 (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 (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 | Osaka University |
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Principal Investigator |
杉原 尚季 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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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 |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 光酸化還元触媒 / パーフルオロアルキル化合物 / フェノチアジン / 脱フッ素変換 / 含フッ素アルコール |
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| Outline of Research at the Start |
含フッ素有機化合物は特異な物性を有することから、医薬、農薬、材料など幅広い分野で利用されている。入手容易なパーフルオロ化合物を原料とした位置選択的な炭素－フッ素結合の直接変換が可能となればフッ素を多く含んだ複雑化合物の合成が格段に容易となる。申請者は独自に開発した光酸化還元触媒を用いることで様々なパーフルオロアルキル化合物の選択的な脱フッ素変換反応が進行することを見出している。本研究では、独自に開発した光触媒を利用した光酸化還元触媒によるパーフルオロアルキル化合物の選択的な脱フッ素化により得られる活性なラジカル中間体を活用した変換反応の開発とそれを利用した医薬品のフッ素置換類縁体合成を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では光酸化還元触媒による一電子移動を利用することで不活性な炭素－フッ素結合を選択的に変換する手法を開発した。「パーフルオロアルキル化合物とアレーンの直接的な脱フッ素アリール化」と「脱フッ素変換反応によるヘテロ原子の導入」に取り組んだ。「パーフルオロアルキル化合物とアレーンの直接的な脱フッ素アリール化」においては、適切な光酸化還元触媒と添加剤を用いることで効率よく反応が進行した。添加剤により脱離するフッ素アニオンを捕捉することが反応進行のカギであり、光触媒との協働により温和な反応本手法により多様なヘテロアレーンを導入可能であった。医薬品などの複雑化合物のトリフルオロメチル基の選択的な変換も可能であり、Late-stageでの官能基化に有効であった。
「パーフルオロアルキル化合物の逐次的な炭素－フッ素結合の変換反応」においては、新たに設計した光酸化還元触媒を用いることで様々なパーフルオロ化合物の選択的変換が可能であった。有機色素であるフェノチアジンに置換基修飾を施すことで高い還元力を有し、従来の光触媒系では適用不可能であった電子供与性置換基を有するパーフルオロアルキル化合物も変換可能であった。また、導入した置換基により構造規制を施すことで電子移動がより効率的に起こることを過渡吸収スペクトル測定および量子化学計算により明らかとした。本脱フッ素変換により得られた生成物はさらなる脱フッ素変換により、多様な含フッ素アルコールへ誘導可能であり、逐次的な脱フッ素変換による複雑なフッ素化合物の合成が可能となった。
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