Hybrid mechanoredox catalysis for solid-state organic synthesis
Publicly Offered Research
| Project Area | Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand |
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| Project/Area Number |
20H04795
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
久保田 浩司 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60824828)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | メカノケミストリー / ボールミル / 圧電材料 / レドックス反応 / ハイブリッド触媒 / 固体反応 / アリール化反応 / フッ素 |
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| Outline of Research at the Start |
我々は最近、「圧電材料・ボールミル」を用いた新しいレドックス反応を開発した (Kubota, K.*; Ito, H.* et al. Science 2019, accepted.)。この方法は、反応溶媒を用いず空気中で実施可能であり、スケールアップも容易である上、難溶性化合物にも適用できる。本研究では、難溶性化合物を主なターゲットとした分子合成オンデマンドを目指し、メカノレドックス触媒と金属触媒との協働化を通して、機械的インパクトを駆動力とする新しいハイブリッド触媒系の創出および難溶性化合物の分子合成オンデマンドの実現を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度、我々が独自に開発した圧電材料とボールミルを用いるメカノレドックス触媒系を用いることで、固体状態で進行するCHトリフルオロメチル化反応の開発に成功した(K. Kubota, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 22570)。本年度は、昨年度の成功に引き続き、さらなるメカノレドックス触媒系の一般性を確立するため、ジアリールヨード二ウム塩の一電子還元によるCHアリール化反応の開発を検討した。その結果、ジアリールヨード二ウム塩を圧電材料とともにボールミルすることで、対応するアリールラジカルが生成することを見出した。フランやピロールなどをボールミル中に共存させておくと、目的とするCHアリール化体が良好な収率で得られた。この反応は溶液中でのフォトレドックス触媒を用いても進行することが知られているが、メカノレドックス触媒系を用いることで大幅な反応時間の短縮を実現した。また、種々のジアリールヨード二ウム塩のCVを測定することにより、このメカノレドックス触媒系の還元能について調査した。これらの検討に加え、アリールスルホニウム塩の一電子還元をメカノレドックス触媒系を用いて検討した。アリールスルホニウム塩は、CH官能基化をはじめ様々な方法で合成可能であり、合成化学的に有用な中間体である。これまではフォトレドックス触媒を用いて活性化することが一般的である。本研究では、メカノレドックス触媒系を用いて種々のアリールスルホニウム塩の一電子還元を検討した結果、低収率ながら目的の反応が進行することを見出した。
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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
(2 results)
Research Products
(27 results)
