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フォトレドックス触媒作用による反応性含フッ素化学種の創製とその高度活用

研究課題

研究課題/領域番号 16H06038
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 合成化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

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

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2016年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード有機フッ素化合物 / 分子光触媒 / ラジカル反応 / 有機触媒 / 遷移金属触媒 / 光レドックス触媒作用 / 有機フッ素化学 / 可視光反応 / 酸化還元反応 / 有機化学 / 光触媒
研究成果の概要

有機フッ素化合物は医農薬品や機能性材料において欠くことのできない重要な化合物である。本研究では、フォトレドックス触媒作用として一般に認知されるようになってきた可視光エネルギーを駆動力とする一電子移動反応を活用し、高反応性のトリ-、ジ-、及びモノ-フルオロメチルラジカル種を温和な条件で発生できる方法を開発し、多様な有機フッ素化合物の短工程合成を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

フッ素原子は、全元素中最大の電気陰性度を有し、その特異な性質から有機フッ素化合物の合成には、通常の合成戦略が通じないことが多く、簡便な新しい合成方法の開発がのぞまれている。本研究で開発した方法は、可視光、室温、汎用な実験器具で実施可能であるだけでなく、前例のない新規な有機フッ素化合物も短工程で合成できる。すなわち有機フッ素化合物合成に革新をもたらす成果が得られたと考える。また、これまで貴金属錯体光触媒が本研究分野では一般的に使用されてきたが、本研究では従来の触媒性能を超える有機分子光触媒の開発に成功した。本系の実用性を高め、グリーンケミストリーの観点からも大きなインパクトを与える成果である。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 13件、 招待講演 9件) 備考 (4件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Fluoroalkanesulfinate Salts as Dual Fluoroalkyl and SO2 Sources: Atom-Economical Fluoroalkyl-Sulfonylation of Alkenes and Alkynes by Photoredox Catalysis2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Seiya、Nakayama Yoshiki、Konishi Yusuke、Koike Takashi、Akita Munetaka
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 22 号: 7 ページ: 2801-2805

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c00789

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frontiers in Radical Fluoromethylation by Visible‐Light Organic Photocatalysis2020

    • 著者名/発表者名
      Koike Takashi
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 9 号: 4 ページ: 529-537

    • DOI

      10.1002/ajoc.202000058

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 可視光レドックス触媒作用:ラジカル反応の新戦略2019

    • 著者名/発表者名
      Koike Takashi
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 77 号: 5 ページ: 414-423

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.77.414

    • NAID

      130007645014

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2019-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Keto-Difluoromethylation of Aromatic Alkenes by Photoredox Catalysis: Step-Economical Synthesis of α-CF2H-Substituted Ketones in Flow2019

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Yoshiki、Ando Gaku、Abe Manabu、Koike Takashi、Akita Munetaka
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 9 号: 7 ページ: 6555-6563

    • DOI

      10.1021/acscatal.9b01312

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress in photochemical radical di- and mono-fluoromethylation2019

    • 著者名/発表者名
      Koike Takashi、Akita Munetaka
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 17 号: 22 ページ: 5413-5419

    • DOI

      10.1039/c9ob00734b

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible-Light-Triggered Monofluoromethylation of Alkenes by Strongly Reducing 1,4-Bis(diphenylamino)naphthalene Photoredox Catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Noto Naoki、Koike Takashi、Akita Munetaka
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 9 号: 5 ページ: 4382-4387

    • DOI

      10.1021/acscatal.9b00473

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 18 Photocatalytic Introduction of Fluorinated Groups2019

    • 著者名/発表者名
      T. Koike, M. Akita
    • 雑誌名

      Science of Synthesis: Photocatalysis in Organic Synthesis

      巻: - ページ: 559-574

    • DOI

      10.1055/sos-sd-229-00316

    • ISBN
      9783132417021, 9783132417069
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strongly Reducing (Diarylamino)anthracene Catalyst for Metal-Free Visible-Light Photocatalytic Fluoroalkylation2018

    • 著者名/発表者名
      Noto Naoki、Tanaka Yuya、Koike Takashi、Akita Munetaka
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 8 号: 10 ページ: 9408-9419

    • DOI

      10.1021/acscatal.8b02885

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoredox radical C?H oxygenation of aromatics with aroyloxylutidinium salts2018

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Kazuki、Ochi Rika、Koike Takashi、Akita Munetaka
    • 雑誌名

      Organic Chemistry Frontiers

      巻: 5 号: 9 ページ: 1406-1410

    • DOI

      10.1039/c8qo00089a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Horizons of Photocatalytic Fluoromethylative Difunctionalization of Alkenes2018

    • 著者名/発表者名
      Koike Takashi、Akita Munetaka
    • 雑誌名

      Chem

      巻: 4 号: 3 ページ: 409-437

    • DOI

      10.1016/j.chempr.2017.11.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metal-free di- and tri-fluoromethylation of alkenes realized by visible-light-induced perylene photoredox catalysis2017

    • 著者名/発表者名
      Noto Naoki、Koike Takashi、Akita Munetaka
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 8 号: 9 ページ: 6375-6379

    • DOI

      10.1039/c7sc01703k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoredox-catalyzed oxytrifluoromethylation of allenes: stereoselective synthesis of 2-trifluoromethylated allyl acetates2017

    • 著者名/発表者名
      Ren Tomita, Takashi Koike, Munetaka Akita
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 34 ページ: 4681-4684

    • DOI

      10.1039/c7cc01759f

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Combination of Organotrifluoroborates with Photoredox Catalysis Marking a New Phase in Organic Radical Chemistry2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Koike, Munetaka Akita
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 14 ページ: 6886-6890

    • 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
  • [雑誌論文] Diastereoselective Synthesis of CF3- and CF2H‐Substituted Spiroethers from Aryl-Fused Cycloalkenylalkanols by Photoredox Catalysis2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Noto, Takashi Koike, Munetaka Akita
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 81 号: 16 ページ: 7064-7071

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b00953

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Versatile Strategy for Difunctionalization of Carbon-Carbon Multiple Bonds by Photoredox Catalysis2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Koike, Munetaka Akita
    • 雑誌名

      Organic Chemistry Frontiers

      巻: 3 号: 10 ページ: 1345-1349

    • DOI

      10.1039/c6qo00139d

    • 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
  • [雑誌論文] Fine Design of Photoredox Systems for Catalytic Fluoromethylation of Carbon-Carbon Multiple Bonds2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Koike, Munetaka Akita
    • 雑誌名

      Accounts of Chemical Research

      巻: 49 号: 9 ページ: 1937-1945

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.6b00268

    • 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
  • [学会発表] Atom-Economical Sulfonyl-Fluoroalkylation of C-C Unsaturated Bonds by Ir Photoredox Catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Seiya、Nakayama Yoshiki、Konishi Yusuke、Koike Takashi、Akita Munetaka
    • 学会等名
      The 18th Asian Chemical Congress (ACC) and The 20th General Assembly of the Federation of Asian Chemical Societies (FACS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高還元力を有する有機可視光レドックス触媒を用いたモノフルオロアルキルラジカル種の発生:β-フルオロケトン類の新合成法2019

    • 著者名/発表者名
      谷口 諒・納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      第42回 フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Visible-Light Photoredox Catalysis: New Strategies for Radical Reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Koike Takashi
    • 学会等名
      第69回 錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Visible-Light Photoredox Systems for Metal-free Radical Fluoroalkylation2019

    • 著者名/発表者名
      Koike Takashi
    • 学会等名
      2019年 光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Photoredox Systems for Metal-Free Radical Fluoroalkylation2019

    • 著者名/発表者名
      Koike Takashi
    • 学会等名
      2019 Gordon Research Conference: Light-Driven Reactions, Materials and Devices
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フォトレドックス触媒を用いた炭素-炭素不飽和結合へのスルホニルトリフルオロメチル化反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      田中聖也・中山栄希・小西勇介・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      第43回 有機電子移動化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フォトレドックス触媒を用いたアルケン類からのα-ジフルオロメチルケトンのフロー合成と官能基変換2018

    • 著者名/発表者名
      中山栄希・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高還元力を有する有機フォトレドックス触媒によるモノフルオロアルキルラジカル種の発生を経たβ-フルオロケトン類の合成2018

    • 著者名/発表者名
      谷口諒・納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フォトレドックス触媒を用いたアルケン類のスルホニルトリフルオロメチル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      田中聖也・中山栄希・小西勇介・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Visible light-triggered monofluoromethylation of alkenes by strongly reducing organic photoredox catalysis2018

    • 著者名/発表者名
      N. Noto, T. Koike, M. Akita
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 有機光触媒を用いたアルケンのフルオロアルキル二官能基化反応2018

    • 著者名/発表者名
      納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      第41回 フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フローシステムを活用したオレフィン類の光触媒的ケト-ジフルオロメチル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      中山栄希・安藤岳・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      第41回 フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多環芳香環を基盤とする有機光触媒によるフルオロアルキル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      第122回 触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Design of Photoredox Systems for Catalytic Fluoromethylation of Alkenes2018

    • 著者名/発表者名
      T. Koike
    • 学会等名
      The 1st Sino-Japanese Symposium on Catalysis for Precision Synthesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Photoredox Systems for Catalytic Fluoroalkylation of Alkenes2018

    • 著者名/発表者名
      T. Koike
    • 学会等名
      The 233rd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study on Design and Mechanism of Metal-free Photocatalytic Fluoroalkylation of Olefins2018

    • 著者名/発表者名
      N. Noto・T. Koike・M. Akita
    • 学会等名
      Beilstein Organic Chemistry Symposium 2018: Photoredox Catalysis for Novel Organic ReactionsBeilstein Organic Chemistry Symposium 2018: Photoredox Catalysis for Novel Organic Reactions
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フォトレドックス触媒によるアミジルラジカル種の発生を鍵とした芳香族直接アミド化反応2018

    • 著者名/発表者名
      大地里佳・宮澤和己・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] オレフィン類に対する光触媒的ケト-ジフルオロメチル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      中山栄希・安藤岳・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Metal-free Photocatalytic Fluoroalkylation of Olefins with Diarylaminoanthracene Catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Noto・Takashi Koike・Munetaka Akita
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      小池隆司
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ペリレンを光触媒とするオレフィン類のフルオロメチル化反応2017

    • 著者名/発表者名
      納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fine Design of Photoredox Systems for Catalytic Fluoromethylation2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Koike
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会 アジア国際シンポジウム
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Diastereoserective Synthesis of Spiro Compounds Containing Fluoromethyl Group by Photoredox Catalysis2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Noto, Takashi Koike, Munetaka Akita
    • 学会等名
      10th Workshop of Organic Chemistry for Junior Chemists (WOCJC10)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2017-01-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ペリレンフォトレドックス触媒によるジフルオロメチル化反応2017

    • 著者名/発表者名
      納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      第112回 有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 新規ジフルオロメチル化試薬を用いた光触媒的メタルフリージフルオロメチル化反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      第40回 フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フォトレドックス触媒による酸素中心ラジカル発生を鍵とした芳香族化合物の直接的なアロイルオキシ化反応2017

    • 著者名/発表者名
      宮澤和己・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      第120回 触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Direct Aroyloxylation of Arenes with Aroyloxypyridinium Salts by Photoredox Catalysis2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Miyazawa, Takashi Koike, Munetaka Akita
    • 学会等名
      8th Pacific Symposium on Radical Chemistry (PSRC-8)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Metal-Free Radical Difluoromethylation of Aromatic Alkenes Mediated by Visible Light-Induced Perylene Photoredox Catalysis2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Noto, Takashi Koike, Munetaka Akita
    • 学会等名
      8th Pacific Symposium on Radical Chemistry (PSRC-8)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フォトレドックス触媒作用を基盤とした芳香族化合物の直接ヘテロ官能基化2017

    • 著者名/発表者名
      小池隆司・宮澤和己・大地里佳・穐田宗隆
    • 学会等名
      第41回 有機電子移動化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Stereoselective Synthesis of Tetrasubstituted CF3-Alkenes via Photoredox-Catalyzed Sulfonyloxytrifluoromethylation of Internal Alkynes2016

    • 著者名/発表者名
      Ren Tomita, Takashi Koike, Munetaka Akita
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoredox Catalysis: An Easy Access to Versatile Radical Functionalization2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Koike
    • 学会等名
      2016 Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME 2016)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フォトレドックス触媒を用いたフルオロメチル基含有スピロ化合物の合成2016

    • 著者名/発表者名
      納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Photoredox-Catalyzed Carbonyloxy-Trifluoromethylation of Allenes Leading to 2-CF3-Allyl Alcohol Derivatives2016

    • 著者名/発表者名
      Ren Tomita, Takashi Koike, Munetaka Akita
    • 学会等名
      20th International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHCXX)
    • 発表場所
      Kyoto Terrsa
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluoromethylative Difunctionalization of Olefins by Photoredox Catalysis2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Koike, Yusuke Yasu, Ren Tomita, Munetaka Akita
    • 学会等名
      1st International Symposium on Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding
    • 発表場所
      Grand Front Osaka
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 研究室個人ホームページ

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究室HP

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究室HP

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 高い還元力を有する芳香環光レドックス触媒2019

    • 発明者名
      小池隆司・納戸直木・谷口諒・高橋慶悟・穐田宗隆
    • 権利者名
      小池隆司・納戸直木・谷口諒・高橋慶悟・穐田宗隆
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-160380
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 多環芳香族炭化水素を光触媒とするフルオロメチル基含有化合物の製造方法2017

    • 発明者名
      小池隆司、納戸直木、穐田宗隆
    • 権利者名
      小池隆司、納戸直木、穐田宗隆
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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