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超電子吸引性SF5基を有するフォトレドックス触媒の創製と可視光触媒反応の開発

Publicly Offered Research

Project AreaPrecise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions
Project/Area Number 16H01009
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

小池 隆司  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (30451991)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords有機化学 / 光触媒 / 可視光エネルギー / 有機フッ素化学 / 可視光
Outline of Annual Research Achievements

フルオロアルキル基は医農薬や機能性有機材料分野において有用な構造モチーフである。フルオロアルキル基を安価で入手容易なフルオロアルキル源を用いて有機骨格に導入する手法の開発は合成化学において重要な課題の一つである。本研究では、可視光誘起電子移動を基盤としたフォトレドックス触媒作用に着目し、本課題に取り組んだ。とくに、強力な電子求引性を有するペンタフルオロサルファニル基に着目し、励起状態で高い酸化力を有する金属錯体光触媒を創製し、安価なフルオロアルキル源を用いた新しい光触媒的フルオロアルキル化反応の開発を目的に行った。
昨年度までに、ペンタフルオロサルファニル基を有するイリジウム光触媒を合成し、既報のイリジウム金属錯体光触媒よりも励起状態で酸化力が高いことを明らかにした。本年度はおもにこの光触媒を使って新しいトリフルオロメチル化反応の開発に取り組んだ。ラングロア試薬とよばれる比較的安価なスルフィン酸ナトリウム塩をトリフルオロメチル源とする反応を検討した結果、アルケン類に対して、トリフルオロメチル基とスルフィン酸基を一段階で導入できるスルホニル-トリフルオロメチル化反応を見出した。このような形式の反応はこれまで報告がない。スルホニル基は様々なスルホン基に誘導可能であり、本反応によって得られる有機フッ素化合物の物性にも興味がもたれる。本反応は、光触媒の高い酸化力に起因して中間体のラジカル種が安定化された結果進行したと考えられる。光触媒の反応性をチューニングすることで新たな反応を開発することができた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] New Horizons of Photocatalytic Fluoromethylative Difunctionalization of Alkenes2018

    • Author(s)
      Koike Takashi、Akita Munetaka
    • Journal Title

      Chem

      Volume: 4 Issue: 3 Pages: 409-437

    • DOI

      10.1016/j.chempr.2017.11.004

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photocatalytic Trifluoromethylthiolation of Aromatic Alkenes Associated with Hydroxylation and Alkoxylation2017

    • Author(s)
      Yanjie Li, Takashi Koike, Munetaka Akita
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 6 Issue: 4 Pages: 445-448

    • DOI

      10.1002/ajoc.201600562

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fine Design of Photoredox Systems for Catalytic Fluoromethylation of Carbon-Carbon Multiple Bonds2016

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

      Accounts of Chemical Research

      Volume: 49 Issue: 9 Pages: 1937-1945

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.6b00268

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Diastereoselective Synthesis of CF3- and CF2H‐Substituted Spiroethers from Aryl-Fused Cycloalkenylalkanols by Photoredox Catalysis2016

    • Author(s)
      Naoki Noto, Takashi Koike, Munetaka Akita
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 81 Issue: 16 Pages: 7064-7071

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b00953

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Combination of Organotrifluoroborates with Photoredox Catalysis Marking a New Phase in Organic Radical Chemistry2016

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

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 14 Issue: 29 Pages: 6886-6890

    • DOI

      10.1039/c6ob00996d

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] フォトレドックス触媒が拓く可視光駆動ラジカル官能基化2018

    • Author(s)
      小池隆司
    • Organizer
      日本化学会 第98春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Design of Photoredox Systems for Fluoromethylation of Alkenes2018

    • Author(s)
      Takashi Koike・Munetaka Akita
    • Organizer
      International CLS Forum on "Photo and Catalytic Science for Sustainable Society"
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sulfanyl-trifluoromethylation of Alkenes by Ir Photoredox Catalysts Bearing SF5 Groups2018

    • Author(s)
      Yusuke Konishi・Ren Tomita・Tatsuya Chinzei・Takashi Koike・Munetaka Akita
    • Organizer
      International CLS Forum on "Photo and Catalytic Science for Sustainable Society"
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超電子求引性SF5基を有する新規イリジウムフォトレドックス触媒の合成と可 視光触媒反応2017

    • Author(s)
      小西勇介、富田廉、小池隆司、穐田宗隆
    • Organizer
      日本化学会 第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

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

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室HP

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/~smart/A_koike01.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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