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
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21K14626
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
増田 侑亮 北海道大学, 理学研究院, 助教 (20822307)
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2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光 / 水 / 光酸化還元触媒 / 糖 / 白金 / 銅 / ホスホニウム / アリル化 |
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| 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。
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