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反応基質を濃縮する機能をもつ中分子触媒の開発と超高速フッ素化への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15J06852
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 合成化学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

松崎 浩平  名古屋工業大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードサブフタロシアニン / 光反応 / フルオロアルキル化 / フッ素化 / 光触媒反応 / 赤色光励起型反応 / フタロシアニン / トリフルオロメチル化
研究実績の概要

前年度にてトリフルオロエトキシ基によって修飾したサブフタロシアニン触媒を用いることで,可視光をエネルギー源としたオレフィン類及び芳香環等へのペルフルオロアルキル化反応を達成した。今年度ではこの知見を生かして脱炭酸フッ素化反応を検討することにした。具体的にはカルボン酸を基質として,触媒量のサブフタロシアニン色素を用いた可視光照射条件下での脱炭酸フッ素化反応を検討した。その結果,目的物であるフッ素化体を少量ながら得ることに成功した。しかしながら,反応後に溶液の色が顕著に変化することからサブフタロシアニン色素の分解が示唆され,本反応における収率の向上が困難であると考察した。
以上の結果を受けてサブフタロシアニン色素について,溶液中での光に対する安定性を吸光スペクトルの経時変化を観察した。結果,我々が開発したトリフルオロエトキシ基を有するサブフタロシアニン色素は,無置換のサブフタロサブフタロシアニン色素と比較して光分解に対する耐性を示すことが明らかになった。脱炭酸フッ素化反応においてはより短時間でのサブフタロシアニンの分解が観測されたことから,反応の機構解明には更なる詳細な検討が必要である。
続いて,新規の中分子触媒を設計するため,これまでに利用してきた触媒であるサブフタロシアニン色素のトリフルオロエトキシ基を,より長鎖のフルオロアルオキシド基であるヘプタフルオロブトキシ基に変換したサブフタロシアニン色素の合成を検討した。その結果,出発原料をテトラフルオロフタロニトリルとして,アルコールによる置換反応に続く三塩化ホウ素との反応によって目的のサブフタロシアニン触媒の合成に成功した。続いて本触媒を用いた反応の検討を行った。結果,赤色光照射下にてオレフィンに対するトリフルオロメチル化反応を達成した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Trifluoroethoxy-Coated Subphthalocyanine affects Trifluoromethylation of Alkenes and Alkynes even under Low-Energy Red-Light Irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Kohei Matsuzaki, Tomoya Hiromura, Etsuko Tokunaga, Norio Shibata
    • 雑誌名

      ChemistryOpen

      巻: 6 号: 2 ページ: 226-230

    • DOI

      10.1002/open.201600172

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Diaryliodonium Salts Having Pentafluorosulfanylarenes and Their Application to Electrophilic Pentafluorosulfanylarylation of C-, O-, N-, and S-Nucleophiles2015

    • 著者名/発表者名
      Kohei Matsuzaki, Kenta Okuyama, Etsuko Tokunaga, Norimichi Saito, Motoo Shiro, Norio Shibata
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 17 号: 12 ページ: 3038-3041

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b01323

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Photo-radical Trifluoromethylation catalyzed by Trifluoroethoxy-coated subphthalocyanine2016

    • 著者名/発表者名
      Kohei Matsuzaki, Tomoya Hiromura, Etsuko, Tokunaga, Norio Shibata
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] トリフルオロエトキシ基修飾型フタロシアニン色素を用いる光フルオロアルキル化反応2016

    • 著者名/発表者名
      松崎浩平,広村知也,徳永恵津子,柴田哲男
    • 学会等名
      フルオラス科学研究会第9回シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of Electrophilic Pentafluorophenylation and Pentafluorosulfanylarylation Using Diaryliodonium Salts2015

    • 著者名/発表者名
      Kohei Matsuzaki, Norio Shibata
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サブフタロシアニン触媒による光トリフルオロメチル化反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松崎浩平,広村知也,徳永恵津子,柴田哲男
    • 学会等名
      第30回農薬デザイン研究会
    • 発表場所
      メルパルク京都
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フタロシアニン類を用いる光トリフルオロメチル化反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松崎浩平,広村知也,徳永恵津子,柴田哲男
    • 学会等名
      第46回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      三重大学 工学部
    • 年月日
      2015-11-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 含フッ素サブフタロシアニンを用いる光トリフルオロメチル化反応2015

    • 著者名/発表者名
      松崎浩平,広村知也,岩本寛治,徳永恵津子,柴田哲男
    • 学会等名
      第41回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      近畿大学 11月ホール
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フタロシアニン類を用いた光ラジカル付加反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松崎浩平,岩本寛治,徳永恵津子,柴田哲男
    • 学会等名
      第61回 日本薬学会東海支部総会・大会
    • 発表場所
      名古屋市立大学 田辺通キャンパス
    • 年月日
      2015-07-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of Novel Reagents for Electrophilic SF5-arylation2015

    • 著者名/発表者名
      Kohei Matsuzaki, Kenta Okuyama, Prajwalita Das, Etsuko Tokunaga, Norio Shibata
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Process Chemistry
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-06-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 名古屋工業大学 柴田研究室

    • URL

      http://www.ach.nitech.ac.jp/~organic/shibata/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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