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二酸化炭素を炭素源として用いる電子移動型極性変換によるマンデル酸の環境調和型合成

研究課題

研究課題/領域番号 16K05763
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 合成化学
研究機関北海道大学

研究代表者

仙北 久典  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50241360)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード二酸化炭素の固定化 / マンデル酸誘導体 / 有機電解合成 / ベンザルジアセテート / 環境調和型合成 / フローマイクロリアクター / 極性変換 / 電子移動反応 / 二酸化炭素再利用
研究成果の概要

ベンズアルデヒドから一段階で容易に調製可能なベンザルジアセテートと二酸化炭素を出発物質として電解還元を行うことによりマンデル酸誘導体である2-アセトキシ-2-フェニル酢酸を合成することに成功した。有機電解反応を利用することにより二酸化炭素を炭素源として様々な置換基を有するマンデル酸誘導体を効率的かつ環境に調和した形で合成することができた。毒性を有する試薬を用いない、幅広い基質適応範囲、高い収率、二酸化炭素の炭素源としての有効利用などの利点は、グリーンケミストリーの概念に則したマンデル酸誘導体の新規な環境調和型合成法として有用である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、毒性を有するシアノ化合物を用いて従来合成されていた有用なマンデル酸類を、市販のベンズアルデヒドより一段階で簡便に得られるベンザルジアセテートと二酸化炭素から電気(電子)を利用して効率的かつ環境に調和した形で合成することに成功した。従来法に比較して、毒性を有する試薬を使用しない、中性・温和な条件下でも反応が効率的に進行するので環境にも優しい、従来法では合成困難なマンデル酸類も合成できた、二酸化炭素の有効利用・資源の再利用などの観点からもグリーンケミストリーに則している、など多くの利点を有しており、学術的のみならず社会的にも有意義な研究である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Efficient Synthesis of Mandel Acetates by Electrochemical Carboxylation of Benzal Diacetates2019

    • 著者名/発表者名
      Hisanori Senboku, Kanae Sakai, Akihiri Fukui, Yusuke Sato, Yusuke Yamauchi
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 6 号: 16 ページ: 4158-4164

    • DOI

      10.1002/celc.201900200

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioinspired Synthesis of Pentalene-based Chromophores from an Oligoketone Chain2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Saito, Masayuki Higuchi, Shota Yoshioka, Hisanori Senboku, Yasuhide Inokuma
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 54 号: 50 ページ: 6788-6791

    • DOI

      10.1039/c8cc02379d

    • NAID

      120006648348

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential Vinyl Radical Cyclization/Fixation of Carbon Dioxide through Electrochemical Reduction of Vinyl Bromide in the Presence of an Electron-transfer Mediator2016

    • 著者名/発表者名
      Asahi Katayama, Hisanori Senboku
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 3 号: 12 ページ: 2052-2057

    • DOI

      10.1002/celc.201600508

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 電解発生ケチルラジカルのラジカル環化反応を伴う電解カルボキシル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      高桑茉由、仙北久典
    • 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] 電解還元による有機ラジカルの発生とラジカル環化-二酸化炭素固定化連続反応2019

    • 著者名/発表者名
      仙北久典、道西准也、片山朝陽、高桑茉由、原正治
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素の電解固定化によるα位に官能基を有するカルボン酸の合成2018

    • 著者名/発表者名
      仙北 久典、酒井 香奈枝、福井 章洋、佐藤 悠介、峯村 嘉一、山内 雄介、高桑 茉由、原 正治
    • 学会等名
      2018年電気化学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Mandelic Acid Derivatives by Electrochemical Carboxylation of Benzal Diacetates2018

    • 著者名/発表者名
      Hisanori Senboku, Kanae Sakai, Akihiro Fukui, Yusuke Sato, Yusuke Yamauchi, Mayu Takakuwa, Shoji Hara
    • 学会等名
      13th International Symposium on Organic Reactions - ISOR-13 Hsinchu
    • 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] トリフルオロアレーン類の電解カルボキシル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      仙北久典、赤石知久
    • 学会等名
      電気化学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ハロアセトフェノン類の化学選択的電解カルボキシル化反応2017

    • 著者名/発表者名
      宮内祥瑚、仙北久典
    • 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、横浜市
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解還元を用いるラジカル/アニオン連続反応を伴う二酸化炭素の固定化反応2017

    • 著者名/発表者名
      仙北久典、押切恭平、片山朝陽、原正治
    • 学会等名
      2017年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解発生アリールラジカルのラジカル反応を基軸とした電解カルボキシル化反応2016

    • 著者名/発表者名
      押切恭平、劉煥然、片山朝陽、仙北久典
    • 学会等名
      第39回有機電子移動化学討論会
    • 発表場所
      新潟大学、新潟市
    • 年月日
      2016-06-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrochemical Fixation of Carbon Dioxide through Radical Reactions2016

    • 著者名/発表者名
      Hisanori Senboku
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Organic Reactions
    • 発表場所
      Kyoto Terrsa, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-04-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電解発生炭素ラジカルのラジカル反応を経由した二酸化炭素固定化反応2016

    • 著者名/発表者名
      押切恭平、劉煥然、片山朝陽、仙北久典
    • 学会等名
      第28回万有札幌シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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