• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2021 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Chemoselective Catalytic Oxidation Accelerated by the Use of Electroanalysis and Capillary Electrophoresis-Mass Spectrometry

Planned Research

Project AreaDigitalization-driven Transformative Organic Synthesis (Digi-TOS)
Project/Area Number 21H05210
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

笹野 裕介  東北大学, 薬学研究科, 講師 (10636400)

Project Period (FY) 2021-09-10 – 2026-03-31
Keywords酸化反応 / 化学選択性 / サイクリックボルタンメトリー / キャピラリー電気泳動―質量分析 / ニトロキシルラジカル
Outline of Annual Research Achievements

トリエチルアミンと電子求引基をもつアザアダマンタン型ニトロキシルラジカルをモデル基質として、サイクリックボルタンメトリーを用いた反応解析を行った。その結果、触媒的な酸化反応を示唆する電流が発生することが明らかとなった。
サイクリックボルタンメトリーは生成物に関する情報を与えないため、トリエチルアミンに対して電子求引基をもつアザアダマンタン型のオキソアンモニウム塩を化学量論量作用させて、生成物をキャピラリー電気泳動―質量分析を用いて評価した。その結果、第三級アミンの酸化的脱アルキル化反応が進行することが明らかとなった。
上記反応の合成化学的有用性を明らかにする目的で、化学量論量のオキソアンモニウム塩を用いる第三級アミンの酸化的脱アルキル化反応の検討を行った。大量に調製可能なオキソアンモニウム塩を用いて、常温、緩衝液中という穏和な条件で、様々な第三級アミンの酸化的脱アルキル化反応が進行することを明らかにした。基質適用性の検討の結果、ベンジル基に優先してアルキル基が切断されるという興味深い化学選択性に関する知見が得られた。
上記反応を触媒的反応に展開した。これまでに研究代表者らが開発したニトロキシルラジカル触媒的アルコール酸化反応を基盤とした検討の結果、常温、常圧の酸素をバルク酸化剤として用いる条件で第三級アミンの酸化的脱アルキル化反応が進行することを明らかにした。
また、ヒドラジルラジカル触媒の開発については、触媒前駆体であるヒドラジンのグラムスケール合成法を確立した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

アミン酸化については、第三級アミンの酸化的脱アルキル化反応が進行する条件を開発した。また、反応の化学選択性に関する興味深い知見を得た。
ヒドラジルラジカル触媒の開発については、触媒前駆体であるヒドラジンのグラムスケール合成法を確立した。

Strategy for Future Research Activity

第三級アミンの酸化的脱アルキル化反応について、2年目となるR4年度は触媒的反応の基質適用性の検討を行う。特に、数種のアルカロイド誘導体に本反応を適用して、その有用性を実証する。並行して、A01班大嶋との共同研究により官能基評価キットを用いた収率予測システムの開発を行い、実験で得られた基質適用性の結果とすり合わせて収率予測システムの質を向上させる。
ヒドラジルラジカル触媒の開発について、R4年度は活性種の安定な発生と単離、および反応開発を行う。
A03班宮尾との共同研究により、ニトロキシルラジカル触媒を用いるアルコール酸化反応の収率予測システムの開発を行う。

  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The Utility of Oxoammonium Species in Organic Synthesis: Beyond Alcohol Oxidation2022

    • Author(s)
      Shota Nagasawa, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi
    • Journal Title

      Heterocycles

      Volume: 105 Pages: in press

    • DOI

      10.3987/REV-21-SR(R)2

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ニトロキシルラジカル触媒を用いる第三級アミンの空気酸化的脱アルキル化反応の開発と応用2022

    • Author(s)
      ○嶋林春樹、佐々木稜太、笹野裕介、岩渕好治
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] 化学選択性の制御を鍵とするニトロキシルラジカルを用いる酸化反応の開発2021

    • Author(s)
      ○笹野裕介
    • Organizer
      九州大学大学院薬学研究院 講演会
    • Invited
  • [Presentation] 有機ニトロキシルラジカル触媒を用いる第三級アミンの空気酸化的脱アルキル化反応2021

    • Author(s)
      ○笹野裕介、嶋林春樹、佐々木稜太、岩渕好治
    • Organizer
      第14 回有機触媒シンポジウム
  • [Presentation] アミンの触媒的反応制御に基づく化学/位置選択的反応の開発2021

    • Author(s)
      ○笹野裕介
    • Organizer
      京都大学大学院薬学研究科 第3回独創的な研究を目指す若手研究者セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 多くの人に支えられて見つけた酸化触媒と酸化反応2021

    • Author(s)
      ○笹野裕介
    • Organizer
      明治薬科大学 令和3年度 第2回化学系若手研究者講話
    • Invited
  • [Remarks] 東北大学大学院薬学研究科 分子制御化学講座 合成制御化学分野HP

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~gousei/synthetic/index.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi