2018 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、適切なフルオロメチル化剤を設計・開発することで、汎用性の高いラジカル的フルオロメチル化反応を報告してきた。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している。
本年度は、①アルケン類のケト―ジフルオロメチル化反応を開発した。また、②高い還元力を有する新しい有機分子光触媒の開発にも成功し、アルケン類のモノフルオロメチル化反応を実現した。①では、フロー光反応装置を用いることでα―ジフルオロメチルケトン類を高い効率で合成する手法を確立した。得られたケトン類を生物活性が期待される光学活性アルコールや、αーハロケトン類、シアノヒドリン誘導体などに変換することにも成功した。新しい含ジフルオロメチル化合物への誘導法を開発した。②では、これまで報告例のなかったアルケン類から一段階でγ―フルオロアルコールを得る方法を開発した。本手法は、高い還元力を発現する光触媒が必須であった。ジアミノナフタレン骨格を有する新しい触媒設計指針を得ることができ、今後、さらに高い還元作用を有する触媒の創製も可能になった。これらの成果は学会発表し、投稿論文としてまとめた。
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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
目的としていた新しい光触媒的モノフルオロメチル化反応を開発することができた。適切に設計されたモノフルオロメチル化試薬と有機分子光触媒が本反応を実現するためには必要であった。現在までに得られた成果は、今後、より高い反応性のフルオロメチル化剤や高性能な光触媒を創製するうえで重要な知見である。また、光フロー反応系により含フッ素化合物のグラムスケール合成が可能になった。得られる含フッ素生成物の機能調査を効率的に行うことが期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、当初の計画以上に進展している。本年度、確立した光触媒的フローシステムを用いれば、触媒反応によって含フッ素生成物をより効率よく得ることが期待される。これによって、含フッ素生成物の機能評価を行うことが容易になる。最終年度は、新規含フッ素化合物の合成だけでなく、新機能の開拓にも取り組む。
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