2019 Fiscal Year Research-status Report
酸性度をもたない飽和炭素－水素結合を起点とするアルキル化反応
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18K05107
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
上條 真 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00359548)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | C-H官能基化 / ヘテロ芳香環導入 / 光反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機化合物の合成を高効率化しうる反応として、「酸性度をもたない飽和炭素－水素 [C(sp3)-H] 結合を起点とするアルキル化」に着目し、新しい分子変換法の創出を目指し研究を推進している。酸性度をもたないCーH結合は一般的に反応性が低く、官能基化は困難である。しかしながら、我々は高エネルギー状態にある光励起ケトンを作用させると、これら低反応性CーH結合を温和な条件下、ラジカル切断できることを見出した。本工程を鍵とするCーH結合の官能基化をさらに展開すべく、導入可能な炭素ユニットとして、医薬品に高頻度で含まれるヘテロ芳香環に着目し、その一工程導入法の確立に取り組んだ。
これまでに我々は、ヘテロ芳香環として、ピリミジン環の直接導入法を確立している。本変換反応を参考として、新たなヘテロ芳香環前駆体の探索を行った結果、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾールといったアゾール環の直接導入に成功した。
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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
新たなヘテロ芳香環前駆体の探索を行った結果、アゾール類のアルキル化を実現し、一連の光反応の適応範囲の拡張に成功した。ここで開発したアゾール環導入反応においては、CーH結合の切断を担う芳香族ケトンとして、ベンゾフェノンのみならず、ベンゾイルピリジンが高い反応性を示すことを明らかにした。室温・中性の非常に温和な反応条件下、光照射しつつ反応溶液を攪拌するのみで、酸素や窒素などを含む飽和ヘテロ環化合物に対して、一工程でアゾール環を導入することが出来る。現時点では、反応効率の低下が認められるものの、CーH結合の切断化剤である芳香族ケトンの触媒化も可能であることが示唆される結果も得ている。３年間の研究プロジェクトの２年度目であることを考慮すると、当初予定していた研究計画は、おおむね順調に進展しているものと思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究プロジェクトの最終年度を迎え、これまで精力的に開発してきた置換型のC-H官能基化とは反応の形式が異なる、付加型のC-H官能基化の創出に取り組む。置換型の反応では脱離基が不可欠であるため、原理的に原子のムダが生じてしまう観点から、原子効率100％の究極的な環境調和型変換とはいえない。一方、付加型の反応は、出発物に含まれている全ての原子が生成物に取り組まれるため、原子のムダが発生しない、原子効率100％の究極の環境調和型反応を確立することが可能である。残りの研究期間は、付加型反応を基盤とすることで、原子効率100％の理想的なC-H官能基化法の確立を目指す。
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