2020 Fiscal Year Annual Research Report
Generation of Organometallics from Alkanes by Organoradical-Metal Complex Hybrid Catalysis
| Project Area | Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand |
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| Project/Area Number |
17H06442
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
金井 求 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20243264)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ハイブリッド触媒 / 光触媒 / ラジカル触媒 / C-H活性化 / アリル化 / アルキル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、豊富な炭素資源であるアルカンを原料として、抗癌剤などの高付加価値な有機分子を実践的に合成できるハイブリッド触媒系の創製である。ハイブリッド触媒系によるアルカンの炭素－水素結合活性化を経る有機金属活性種の発生と分子合成オンデマンドへの展開を計画した。光触媒－ラジカル触媒ハイブリッドによるアルカンからの水素原子の引き抜きと、生じた炭素ラジカルの金属錯体触媒での捕捉により目的の変換を達成する。本研究では、強力な水素原子引き抜き能と迅速な炭素ラジカル捕捉能を兼ね備えたハイブリッド触媒系の創製により課題を克服する。アルカンから生成する有機金属活性種は、位置・立体化学制御をともなう選択的反応への適用が可能で、高付加価値な有機分子を合成するための有用な活性種である。
本年度は、アクリジニウム光触媒、チオリン酸イミドラジカル触媒、キラルクロム錯体触媒の三成分ハイブリッド触媒系を構築し、安定で豊富に存在する炭化水素アルケンを用いたアルデヒドの触媒的不斉アリル化反応を開発した。可視光照射により励起されたアクリジニウム光触媒がチオリン酸イミド触媒を一電子酸化し、有機ラジカル触媒を生成する。このラジカルが安定アルケンのアリル位C-H結合を引き抜き、アリルラジカルが生じる。これをキラルクロム錯体触媒が捕捉してアリルクロムが生じ、アルデヒドへの不斉付加反応が進行する。
また、アルケンをSchwartz試薬でヒドロジルコニウム化し、これに可視光を照射することでアルキルラジカルを生成、クロム錯体触媒がこのアルキルラジカルを捕捉してアルキルクロムを経由して進行する、アルデヒドのアルキル化反応を開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本新学術領域研究での最終目標の一つとしていた反応を、最終年度1年前にほぼ達成できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
より広く使ってもらえる反応とするために、アルケン側の当量を減らしても進行する条件へと進化させていく予定である。
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