2017 Fiscal Year Annual Research Report
フォトレドックス触媒作用による反応性含フッ素化学種の創製とその高度活用
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16H06038
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小池 隆司 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (30451991)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 有機化学 / 光触媒 / 有機フッ素化学 / 可視光反応 / ラジカル反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機フッ素化合物は、医農薬や有機機能性材料の分野で有用な化合物である。本申請者は、フォトレドックス触媒作用として認知されるようになってきた金属錯体や有機色素の可視光誘起電子移動反応を基盤に、ラジカル的トリフルオロメチル化反応やジフルオロメチル化反応を開発し報告してきた。本研究では、フォトレドックス触媒作用を基軸に前例のないフルオロメチル基導入法を開発し、高機能性有機フッ素化合物の創製に挑戦する。
本年度は、①不斉フルオロメチル化反応に資する有機光触媒及び光触媒システムの開発に取り組んだ。また、②フルオロカルボン酸類をフルオロアルキルラジカル源とする光触媒システムの開発にも取り組んだ。①では、芳香環に電子ドナー部位を組み込んだ新しい有機光触媒を開発し、これまで貴金属光触媒で実施していた反応の置き換えが可能であることを明らかにした。この成果は、元素戦略に立脚したグリーンケミストリーの観点から意義深いと考える。また、キラルなフルオロメチル化剤の光学分割に成功し、不斉フルオロメチル化に資する重要な知見を得た。今後、光学分割した試薬を用いた光触媒的不斉フルオロメチル化反応を検討する。②では超原子価ヨウ素試薬を用いることで2,2-ジフルオロ-2-フェニル酢酸から光触媒的にフェニルジフルオロメチルラジカル種を発生できることを見出した。今後、他のフルオロアルキルカルボン酸類を用いた反応に展開するうえで重要な結果であった。
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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
新しい有機光触媒を開発し、不斉反応への足がかりも見つけることができた。安価で入手容易なフルオロカルボン酸類を用いた反応への展開も期待できる光触媒システムも見出した。これらは、本研究が立案した計画通り進んだ結果得られた成果である。これらに加えて、これまで合成した有機フッ素化合物の農薬試験を行い、新しい分子及び反応設計の指針を得た。機能性有機フッ素化合物創製につながると期待でき、本研究が計画以上に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は計画以上に進展している。今後は、開発した有機光触媒系を用いた新しいフルオロアルキル化反応の開発に取り組んでいく。とくに立体選択的なフルオロアルキル化反応を検討していく予定である。さらにフルオロアルキル源として入手容易で安価なフルオロカルボン酸類に着目して試薬開発及び触媒システムの構築に取り組む。
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