2020 Fiscal Year Annual Research Report
Ion-pairing cooperative catalysis for fine chemical synthesis from ubiquitous carboxylic acid
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19K22501
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
矢崎 亮 九州大学, 薬学研究院, 助教 (70635812)
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2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | カルボン酸 / ラジカル / エノラート / 触媒 / エンジオラート / 重水素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カルボン酸は、バイオマス資源として天然に豊富に存在し、二酸化炭素からも合成可能で、多種多様な構造のカルボン酸が容易に入手可能である。またアミノ酸や脂肪酸をはじめとする生体内物質や医薬品、機能性材料に多く含まれる最も重要な官能基の一つである。そのためカルボン酸を原料に用いる変換反応は広く開発されている。中でもカルボン酸のエノラート化（エンジオラート生成）を経る反応はセントラルサイエンスとして研究が盛んに行われており、カルボン酸の変換反応の中でも中心的な位置を占めている。我々は最近になり、レドックス活性な鉄触媒とアルカリ金属触媒を用いることで、世界初の化学量論量の外部塩基を化学量論量用いることのないカルボン酸の活性化に成功した。本反応は従来法では達成困難であったラジカル型反応への適用が可能である。さらに、塩基を過剰量用いないため様々なカルボン酸含有の医薬品類の官能基化を達成している。一方で基質適用範囲が反応性の高いα-アリールカルボン酸に限定されている点に改善の余地が残されている。そこで本研究では触媒的なカルボン酸のオンデマンドα位官能基化を可能とする独自の活性化法の確立を目的として検討を行なった。さまざまな触媒、塩基、カップリングパートナーの検討を行った結果、特定の塩基と活性化剤を用いることでカルボン酸のエノラート化が円滑に進行する条件を見出した。また、反応後のカルボン酸の変換反応も行った。アルキル化やアリール化などの脱炭酸型の炭素―炭素結合形成反応や、光照射によるホウ素化など、多様な変換も中程度から高収率で進行することがわかった。
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