2021 Fiscal Year Annual Research Report
高活性超原子価ヨウ素触媒を用いる効率的芳香環C-Hアミノ化法の開発
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19K05466
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
土肥 寿文 立命館大学, 薬学部, 教授 (50423116)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アミノ化 / 酸化 / カップリング / 芳香族化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
医薬品や機能性材料の骨格として重要な芳香族アミン類の合成戦略として、近年、芳香族化合物とアミン類の酸化的カップリングが注目されている。一方、この反応で用いる遷移金属触媒は５mol%程度必要で、更なる触媒活性の向上が望まれている。本研究では、このような現状を打破する触媒性能向上の新指針を提案・実証することで、優れた有機酸化触媒を開発することを目的とする。
令和元年度は、アミンおよびアミド類を選択的に活性化できる超原子価ヨウ素触媒の精密分子設計に加え、触媒回転数向上に向けた官能基の導入を行った。令和２年度は、酸化的C－Hアミノ化における超原子価ヨウ素触媒の設計を完了し、遷移金属触媒系を凌駕する0.1mol%の触媒使用下での酸化的カップリングを実現するとともに、基質適用範囲、生成物選択性、酸化剤の選択肢、溶媒の影響等、遷移金属触媒との比較を意識した総体的な反応系の評価を行った。最終年度である令和３年度は、キラル超原子価ヨウ素触媒による立体選択的な酸化的カップリングについて、アミドの置換基や芳香環の配向基（DG）等の基質制御法と組み合わせた検討を行った。加えて、酸化的C－Hアミノ化法のプロセス的な改良として、これまでに開発した超原子価ヨウ素触媒を固相ハイブリッド化し、フロー合成へと応用することで、生産性の向上を目指した。我々の開発した新規触媒が電気化学的な活性化も可能であることがわかり、超原子価ヨウ素カップリングにおける酸化的C－N結合形成と、続くC－C結合形成（我々の酸化的ビアリールカップリングなど）との連続化の検討も行った。最終年度に行った成果の一部は未公表であるが、全体的には予定していた以上に論文発表や学会発表を行うことができ、著書や総説として本研究内容をまとめることができた。本研究は若手研究者の育成にも大きく寄与しており、関連するテーマで博士課程学生が博士号を取得した。
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