2022 Fiscal Year Annual Research Report
光ラジカル反応のデジタル制御に向けた反応リアクターの開発
| Project Area | Digitalization-driven Transformative Organic Synthesis (Digi-TOS) |
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| Project/Area Number |
21H05219
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| Research Institution | Ochanomizu University |
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Principal Investigator |
矢島 知子 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (10302994)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| Keywords | 可視光反応 / フロー合成 / ペルフルオロアルキル / メタルフリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高効率的な光ラジカル反応の開発手法の確立を目指し、フロー反応リアクターの開発を行い、モジュール化することにより、これまでバッチで行われてきた反応が容易にフローへと変換可能とすることを目指す本研究は、昨年度に構築した光フローシステムを用いて、アルデヒドエナミンへの反応の詳細な検討を継続し、ケトンエナミンへの反応開発を開始した。アルデヒドエナミンの反応については、昨年までに見出していたモデル反応を、様々な基質・ラジカル前駆体に適用し、その適用範囲の拡大を図った。また、フロー出口からの粗生成物をそのまま還元することによるアミンの合成に展開した。
ケトンへの反応については、これまでバッチ反応では脱HFが進行したフルオロオレフィンのみが得られていた反応をフロー合成を適用することによりフルオロアルキル化生成物を得ることができた。この反応については、ベイズ最適化の手法を用いて反応条件の最適化に取り組んだ。また、ベイズ最適化については、バッチ反応を用いたその妥当性の検討についても検討を行った。
これらの反応について、MS,NMRなどの分析手法を用いて、その反応機構を明らかにした。さらに、ガス状の化合物であるヨウ化トリフルオロメチルを用いたトリフルオロメチル化反応への展開、そのIRによるインライン分析を見据えた予備実験を行った。まずは紫外光によるデセンとのヨウ化ペルフルオロアルキル化について検討を行い、マスフローコントローラによるヨウ化ペルフルオロアルキルの流量の制御、溶解度の確認、IRでの分析方法の検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
可視光反応のフロー合成への展開について、順調に成果が上がっており、学会での報告などを行うことができた。また、今後の展開に重要な知見も得られており、計画通り、もしくはそれ以上の成果が期待できる状態である。
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| Strategy for Future Research Activity |
可視光反応のフロー化、新規反応の発見等順調に進行している。今後も、これまでに得られた知見を基に粛々と研究を遂行していく。特に、ガス状化合物であるヨウ化トリフルオロメチルを用いた反応のフロー合成への適用、インライン分析についても、流量のコントロール、ガス状化合物と反応系との混ざりなどが問題であることが分かったので、ミキサーの検討などを行い、実現していく。
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