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2014 Fiscal Year Annual Research Report

フォトレドックス触媒が拓くラジカル的分子変換新戦略

Research Project

Project/Area Number 26288045
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

穐田 宗隆  東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (50167839)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小池 隆司  東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (30451991)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords合成化学 / 光化学 / 触媒反応
Outline of Annual Research Achievements

今年度はフォトレドックス触媒系によるオレフィン類のフルオロ官能基化に重点的に取り組んだ結果、いずれもすでに論文や特許で報告しているように、(1)アルケン酸のジアステレオ選択的CF3置換ラクトンの合成、(2)二及び三置換オレフィン類のC-H結合の直接的トリフルオロメチル化、(3)トリフルオロメチル化とDMSO酸化を組み合わせたオレフィン類のβ-エチルケトンへの転換反応、(4)関連するジフルオロメチル化反応を開発した。いずれも化石燃料を全く使わずに、可視光(太陽光)照射のみによって進行する、環境に負荷を与えない非常にグリーンな反応系であり、招待講演の件数からも明らかなように、多くの化学者の関心を集める一方で、この領域を牽引する研究グループとなっている。また、これらのフルオロアルキル化反応は、脂溶性や極性を大きく変える効果があり、医農薬品の誘導体化に有効とされる手法であり、新反応開発という観点のみならず、医薬品開発の点からも重要である。このように学問的な側面ばかりだけではなく、実用的な面からも高く評価されている新規触媒反応系である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

今年度は、発表論文数(4報)およびAngew. Chem.誌を含む有力雑誌に成果を報告できたことや得られた成果について多数の招待講演を実施したこと、さらには2件の特許出願をしたことからも明らかなように、当初の計画以上に進展していることは明らかである。

Strategy for Future Research Activity

従来の研究を推進するとともに、以下の点も視野に入れてフォトレドックス触媒系による新反応開拓に取り組む。
(1)トリフルオロメチル化反応以外のジフルオロメチル化などのフルオロアルキル化反応、(2)フッ素化以外の官能基化ならびに、それに適した前駆体の開発、(3)窒素、酸素、硫黄アドのヘテロ原子を含む官能基の導入、(4)不斉反応、(5)アセチレン類のフルオロアルキル化を経る多置換オレフィン類の合成などを主な研究ターゲットとして考えている。

Causes of Carryover

当初は基本反応理系の開発とその適用範囲の調査を目的として研究を開始したが、計画していた反応がほとんどすべて進行したために、今年度は、反応の基本類型の確立に終始する結果となった。そのため、すでに研究室で保有している消耗品で研究を実施することができたが、次年度は適用可能範囲の調査を行うことになるため、紳士の試薬や消耗品を購入する必要が出てくる。

Expenditure Plan for Carryover Budget

上記の通り開発した反応の適用範囲を調査するために、様々な置換基が導入された試薬を購入ないし合成する必要が生じるために、試薬購入、ガラス器具、測定料金などに使用する計画である。

Remarks

研究紹介を含めた研究室紹介のウェブサイト

  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Hydroaminomethylation of Olefins with Aminomethyltrifluoroborate by Photoredox Catalysis2014

    • Author(s)
      Kazuki Miyazawa, Takashi Koike, and Munetaka Akita
    • Journal Title

      Adv. Synth. Cat.

      Volume: 356 Pages: 2749 - 2755

    • DOI

      10.1002/adsc.201400556

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Combining Photoredox-Catalyzed Trifluoromethylation and Oxidation with DMSO: Facile Synthesis of α-Trifluoromethylated Ketones from Aromatic Alkenes2014

    • Author(s)
      Ren Tomita, Yusuke Yasu, Takashi Koike and Munetaka Akita
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 53 Pages: 7144-7148

    • DOI

      10.1002/anie.201403590

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct C–H trifluoromethylation of di- and tri-substituted alkenes by photoredox catalysis2014

    • Author(s)
      Ren Tomita, Yusuke Yasu, Takashi Koike and Munetaka Akita
    • Journal Title

      Beilstein J. Org. Chem.

      Volume: 10 Pages: 1099-1106

    • DOI

      10.3762/bjoc.10.108

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Highly Regio- and Diastereo-Selective Synthesis of CF3-Substituted Lactones via Photoredox-Catalyzed Carbolactonization of Alkenoic Acids2014

    • Author(s)
      Yusuke Yasu, Yusuke Arai, Ren Tomita, Takashi Koike, and Munetaka Akita
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 16 Pages: 780 - 783

    • DOI

      10.1021/ol403500y

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] フォトレドックス触媒反応:太陽光で進む触媒的有機反応の開発2014

    • Author(s)
      穐田宗隆、小池隆司
    • Organizer
      第47回酸化反応討論会
    • Place of Presentation
      崇城大学市民ホール(熊本県・熊本市)
    • Year and Date
      2014-11-14 – 2014-11-15
    • Invited
  • [Presentation] Photoredox Catalysis: A Green Access to Radical Chemistry2014

    • Author(s)
      穐田宗隆
    • Organizer
      有機金属および配位化学に関する日韓合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      さくらホール、東北大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2014-10-23 – 2014-10-25
    • Invited
  • [Presentation] Photoredox Catalysis: Organic Synthesis Promoted by Visible Light2014

    • Author(s)
      Munetaka Akita
    • Organizer
      Europe-Japan Joint Forum; Inorganic Chemistry and Its Interfaces
    • Place of Presentation
      ストラスブール(フランス)
    • Year and Date
      2014-10-16 – 2014-10-17
    • Invited
  • [Presentation] フォトレドックス触媒反応:太陽光で進む有機反応の開発2014

    • Author(s)
      穐田宗隆
    • Organizer
      第114回触媒討論会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県・東広島市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Invited
  • [Presentation] Trifluoromethylation by Sunlight-promoted photoredox Catalysis2014

    • Author(s)
      Munetaka Akita and Takashi Koike
    • Organizer
      Molecular Complexity in Modern Chemistry (MCMC-2014)
    • Place of Presentation
      モスクワ(ロシア)
    • Year and Date
      2014-09-13 – 2014-09-19
    • Invited
  • [Presentation] Trifluoromethylation by Photoredox Catalysis2014

    • Author(s)
      Munetaka Akita and Takashi Koike
    • Organizer
      The 248th American Chemical Society Meeting & Exposition
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • Year and Date
      2014-08-12 – 2014-08-12
    • Invited
  • [Book] Visible-Light-Induced Redox Reactions by Ruthenium Photoredox Catalyst2014

    • Author(s)
      Takashi Koike and Munetaka Akita
    • Total Pages
      25
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks] 穐田・吉沢研究室

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/~smart/smartj.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] ジフルオロメチル基含有アルコールの製造方法2015

    • Inventor(s)
      新井悠亮・小池隆司・穐田宗隆
    • Industrial Property Rights Holder
      新井悠亮・小池隆司・穐田宗隆
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-045831
    • Filing Date
      2015-03-09
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 1,2-アミノアルコール骨格を持つ化合物の製造方法2014

    • Inventor(s)
      宮澤和己・小池隆司・穐田宗隆
    • Industrial Property Rights Holder
      東京工業大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-241563
    • Filing Date
      2014-11-27

URL: 

Published: 2016-06-01  

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