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2022 Fiscal Year Annual Research Report

水溶性光酸化還元触媒が可能にする糖の保護基フリー変換

Research Project

Project/Area Number 21K14626
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

増田 侑亮  北海道大学, 理学研究院, 助教 (20822307)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Keywords光 / 水 / 光酸化還元触媒 / 糖 / 白金 / 銅 / ホスホニウム / アリル化
Outline of Annual Research Achievements

すでに前年度までの研究において、糖の保護基フリー変換を志向した水溶性光酸化還元触媒の開発に成功するとともに、水中での有機リン化合物の変換反応を開発した。これらを発展させることで、最終年度では有機リン化合物の新反応および光金属触媒による不斉分子変換反応に取り組んだ。その結果、ホスホニオアルキルラジカルの1,2-リン原子転位によるホスホラニウム塩の合成およびビアリールホスフィンの環化によるベンゾホスホール合成を見出した。これらは光誘起ラジカル反応によって、これまで知られていなかった有機リン化合物の潜在的な反応性を明らかにした例であり、得られた知見を基に新規有機材料および医薬品の開発につながる結果である。また、光銅触媒による不斉アシル化反応および光白金触媒による不斉アリル化反応の開発にも成功し、光酸化還元触媒に頼らない光ー金属協働触媒反応系による不斉分子変換の基礎的知見を得た。
研究期間全体としては、当初の水溶性光酸化還元触媒による糖の保護基フリー変換反応の開発を推進し、無保護アルドースの光異性化反応に最適な水溶性光触媒の開発に成功した。さらに、この触媒は水中でのラジカル介在型クロスカップリング反応にも適用できることが分かっている。これらの知見は、有害な有機溶媒を用いない水中での分子変換反応のための新たな方法論として有望であり、持続可能な社会の実現に大きく貢献する結果である。さらに、水中光反応による有機リン化合物の革新的変換反応の開発を達成した。特に、ホスホニウム塩は材料科学やケミカルバイオロジー分野で注目されている分子群であるにも関わらず、従来の合成法では合成可能な分子構造に制約が大きかった。本手法の開発によって、3次元構造を有する複雑なホスホニウム塩が合成可能となり、有機合成のみならず周辺分野への波及効果も極めて大きいものであると考えられる。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Synthesis of Tetraarylphosphonium Salts from Triarylphosphines and Aryl Bromides Exploiting Light and Palladium2022

    • Author(s)
      Ikeshita Daichi、Shimura Hiroki、Miyakawa Sho、Masuda Yusuke、Ishida Naoki、Murakami Masahiro
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 51 Pages: 522~524

    • DOI

      10.1246/cl.220067

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoinduced Alcoholic α‐C-H Bond Anti‐Markovnikov Addition to Vinylphosphonium Bromides Followed by Wittig Olefination: Two‐Step Protocol for α‐C-H Allylic Alkylation of Alcohols2022

    • Author(s)
      Yoshida Masaki、Sawamura Masaya、Masuda Yusuke
    • Journal Title

      ChemCatChem

      Volume: 14 Pages: e202200744

    • DOI

      10.1002/cctc.202200744

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nickel-Catalyzed Defluorophosphonylation of Aryl Fluorides2022

    • Author(s)
      You Zhensheng、Masuda Yusuke、Iwai Tomohiro、Higashida Kosuke、Sawamura Masaya
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 87 Pages: 14731~14737

    • DOI

      10.1021/acs.joc.2c02048

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 電荷によって制御された電子不足アルケンへの二重ラジカル付加反応2023

    • Author(s)
      増田 侑亮、吉田 真樹、澤村 正也
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会(2023)
  • [Presentation] アシルシランの光銅触媒不斉共役付加によるキラル1,4-ジカルボニル化合物の合成2023

    • Author(s)
      上田 悠介、末木 愛子、増田 侑亮、澤村 正也
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会(2023)
  • [Presentation] ビアリールホスフィンの光触媒環化反応によるジベンゾホスホールの合成2023

    • Author(s)
      河村 幸江、増田 侑亮、澤村 正也
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会(2023)
  • [Presentation] 光酸化還元触媒によるアルデヒド炭素―水素結合の臭化ビニルホスホニウムへのanti-マルコフニコフ付加反応2023

    • Author(s)
      森 晴菜、吉田 真樹、増田 侑亮、澤村 正也
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会(2023)
  • [Presentation] 光酸化還元触媒によるアルコールα位炭素ー水素結合の臭化ビニルホスホニウムへの anti-マルコフニコフ付加反応の開発2022

    • Author(s)
      吉田 真樹、増田 侑亮、澤村 正也
    • Organizer
      第20回次世代を担う有機化学シンポジウム
  • [Presentation] Photocatalytic Synthesis of Organophosphorus Compounds2022

    • Author(s)
      Yusuke Masuda
    • Organizer
      The 15th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia (ICCEOCA-15)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Photoinduced Copper-Catalyzed Asymmetric Acylation of Allylic Phosphates with Acylsilanes2022

    • Author(s)
      Yusuke Ueda, Yusuke Masuda, Tomohiro Iwai, Keisuke Imaeda, Hiroki Takeuchi, Kosei Ueno, Min Gao, Jun-ya Hasegawa, Masaya Sawamura
    • Organizer
      第68回有機金属化学討論会
  • [Presentation] Ni-Catalyzed Defluorophosphonylation of Aryl Fluorides2022

    • Author(s)
      Zhensheng You, Yusuke Masuda, Tomohiro Iwai, Kosuke Higashida, Masaya Sawamura
    • Organizer
      第68回有機金属化学討論会
  • [Presentation] ビニルホスホニウム塩の光酸化還元反応による多様性指向型分子変換2022

    • Author(s)
      増田 侑亮、吉田 真樹、澤村 正也
    • Organizer
      第 49 回 有機典型元素化学討論会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 第4級ホスホニウム化合物の製造方法2023

    • Inventor(s)
      増田侑亮、吉田真樹、澤村正也
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人北海道大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-002615

URL: 

Published: 2023-12-25  

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