C-H oxidation using nitroxyl-radical catalysts

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06487
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
• Research Institution: Kyoto Pharmaceutical University
• Principal Investigator: Hamada Shohei 京都薬科大学, 薬学部, 助教 (00833170)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 酸化反応 / C-H結合 / ニトロキシルラジカル

Outline of Final Research Achievements

The oxidation of the C-H bond is useful, because it allows for the direct introduction of functional groups to unactivated C-H bond. In this study, the oxidation of both cyclic and acyclic benzylic C-H bonds using a nitroxyl-radical catalyst having two ester groups adjucent to the catalytically active center. For the oxidation of acyclic benzylic C-H bonds, the addition of 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol was found to be effective in accelerating the reaction. In addition, catalysts with a highly electron-deficient active center were synthesized and showed oxidation activity.

Free Research Field

有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

独自に開発した電子求引基を持つ高活性ニトロキシル型触媒を用いて、α位にヘテロ原子を持たないベンジル位C-H結合の酸化を達成した。また、並行して本触媒によるエーテル類の酸化反応を検討し、シリルエーテルの酸化といった汎用されるニトロキシル型触媒では難しい酸化反応を達成した。ニトロキシル型触媒はその環境調和性の高さから、アルコールの酸化触媒として、天然化合物や医薬品の合成に幅広く利用されている。本研究では、その触媒群の新しい反応性を見出すことができた。