2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Direct Arylation Reaction of Aliphatic C-H Bonds through a Radical Chain Mechanism
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19H02728
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
白川 英二 関西学院大学, 理工学部, 教授 (70273472)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ラジカル反応 / アリール化 / 芳香族ラジカル置換反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脂肪族化合物の C-H 結合を反応させ，水素に代えてアリール基を直接導入できれば，その有用性は高いが，これまで汎用性の高い方法は知られていなかった．我々は，ラジカル種の高い反応性を活かした，脂肪族ラジカルの芳香環に対する付加と別のラジカル種の脱離からなる芳香族ラジカル置換反応を用いるのが効果的であると考え，この反応を利用した脂肪族化合物の直接α-アリール化反応の開発に取り組んで来た．その基本的戦略は，何らかの前駆体から発生させたラジカル種が脂肪族化合物（R-H）から水素を引き抜くことで生じた炭素ラジカル種が脱離基Yをもつ芳香環（Ar-Y）に付加したのち，Y ラジカルの脱離に伴って脂肪族化合物のアリール化体（Ar-R）を得るというものである．2020年度は，スルホニルヘテロ環芳香族によるアルキルアミンの直接α-アリール化が，量論量の無機塩基（炭酸水素カリウム）および少量（0.3 当量）の tert-ブトキシラジカル源（t-BuON=NOt-Bu）存在下で進行することを明らかにした．また，ギ酸エステルを脂肪族化合物として用いると，ホルミル水素の引き抜きとそれに続く脱炭酸によって生じる，エステルのアルコール部位に相当するアルキルラジカルを芳香族ラジカル置換反応に用いることができることが判った．すなわち，ギ酸エステルとクロロヘテロアレーンを tert-ブトキシラジカル源（t-BuOOt-Bu）および無機塩基（リン酸カリウム）存在下で反応させると，アルキルヘテロアレーンが得られることも明らかにした．
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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
tert-ブトキシラジカル源存在下でアルキルアミンとスルホニルヘテロ環芳香族，あるいは，ギ酸エステルとクロロヘテロアレーンを反応させると，アルキルアミンのα-アリール化体，あるいは，アルキルヘテロアレーンが得られることを明らかにした．さらに，スルホニルヘテロ環芳香族によるアルキルアミンの直接α-アリール化反応が，ラジカル源を用いることなく，光照射や通電によって進行することも明らかにした．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度に光照射あるいは通電によってアルキルアミンの直接α-アリール化反応が進行することを見つけたが，2021年度はそれを完成させると共に，他の脂肪族化合物の直接アリール化への展開を図る．
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