2021 Fiscal Year Annual Research Report
Site-Selective C-H Functionalization by Photo-catalyst
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19H02722
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
柳 日馨 大阪府立大学, 研究推進機構, 特認教授 (80210821)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福山 高英 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60332962)
兵藤 守 大阪府立大学, 研究推進機構, 特認准教授 (30548186)
隅野 修平 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (60783272)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | C-H 官能基化 / ラジカル反応 / 光触媒 / デカタングステート / 水素引き抜き反応 / サルフェートラジカル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
C(sp3)-H 結合の位置選択的な官能基化は現代有機化学の重要な研究課題である。本研究では光励起触媒種による C(sp3)-H 結合の水素原子引き抜きを経る直裁型のC-H官能基化に焦点を当てている。光触媒として用いたデカタングステートイオンは光励起によって水素原子を可逆的に引き抜くが、巨大分子であるためその遷移状態において立体効果と極性効果との相乗効果による位置選択性の発現に期待した。前年度の成果を踏まえ、検討を行なった結果、カルボニル基やエーテル結合などの極性官能基を有する化合物において位置選択的なC-Hアルケニル化を達成した。比較反応として硫酸イオンラジカルや光励起ベンゾフェノンやt-ブトキシラジカルなどの酸素中心ラジカルによる反応を検討した結果、硫酸イオンラジカルを用いた場合に光触媒による結果に匹敵する位置選択性が発現することを見出した。例えばビニルスルホンを用いたシクロペンタノンのC-Hアルケニル化ではβ炭素での位置選択的な反応が生起したがこの選択性はデカタングステートイオン触媒によるものと同一となった。一方で光触媒による条件では反応が進行しない3,3,5-トリメチルシクロヘキサノンの5位炭素上でのC-Hアルケニル化は硫酸イオンラジカルにおいては良好に進行した。この結果は立体効果に起因するものと考えられ、コンパクトな硫酸イオンラジカルの特徴が示されたものといえる。より複雑な構造を有するモデル化合物を用いたC(sp3)-Hの直接的な官能基化についても種々検討を行ない、本方法の潜在力を確認し、結果的に両反応系を相補的に用いる合成化学的方法論が提出できた。あらたな検討としてC(sp3)-H結合のアルキニル化も達成した。高出力のUV-LEDを光源として用いたフロー系反応の検討では反応時間の著しい短縮に成功した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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