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双性イオン型トリアゾリウムアミデートの分子設計とラジカル触媒機能の創出

研究課題

研究課題/領域番号 18H01972
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

大松 亨介  名古屋大学, 工学研究科(WPI), 特任准教授 (00508997)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード有機分子触媒 / 水素原子移動 / 光レドックス触媒 / 双性イオン / 1,2,3-トリアゾール / 触媒開発 / ラジカル触媒反応 / ラジカル / イオン性分子触媒 / 水素原子移動反応 / 選択的触媒反応
研究成果の概要

本研究では、水素原子移動触媒として機能する新しいアミジルラジカル前駆体として、双性イオン型トリアゾリウムアミデートを開発した。この双性イオンは安定な化合物であり、単独では触媒機能を発揮しない。しかし、適切な光レドックス触媒によって一電子酸化されることで、強力な水素原子引き抜き能を有するアミジルラジカルとなり、各種炭化水素化合物の結合を切断する。ここで生成する炭素ラジカルの反応性を活かすことで、様々な炭素-炭素結合形成反応を実現することに成功した。また、メソリティック開裂の能動的制御により、シリルエノールエーテル類のアリル位炭素ー水素結合変換反応を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機分子に遍在する炭素-水素結合を切断し、任意の官能基に変換する手法は、効率的な物質生産の実現に貢献する重要な化学技術である。本研究で開発したトリアゾリウムアミデートによる水素原子移動反応や、メソリティック開裂の能動的制御によるシリルエノールエーテル類のアリル位炭素-水素結合変換反応は、反応基質に存在する極性官能基を残したまま比較的安定な炭素-水素結合を官能基化できるという特徴をもつ。合成化学の分野で長足の進歩を遂げてきた極性反応と組み合わせることで、単純な原料から複雑な化合物を効率的に合成する道を切り拓いたという点に、本研究成果の意義がある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Exploiting Transient Radical Cations as Bronsted Acids for Allylic C-H Heteroarylation of Enol Silyl Ethers2021

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Nakashima, Haruka Fujimori, Kohsuke Ohmatsu, Takashi Ooi
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: - 号: 36 ページ: 9253-9256

    • DOI

      10.1002/chem.202101352

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion-paired Ligands for Palladium-catalyzed Allylic Alkylation under Base-free Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Ohmatsu, Naho Matsuyama, Yuya Nagato, Takashi Ooi
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 49 号: 9 ページ: 1114-1116

    • DOI

      10.1246/cl.200264

    • NAID

      130007897089

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mannich-type allylic C-H functionalization of enol silyl ethers under photoredox-thiol hybrid catalysis2020

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Nakashima, Kohsuke Ohmatsu, Takashi Ooi
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 19 号: 1 ページ: 141-145

    • DOI

      10.1039/d0ob01862g

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid Catalysis of 8-Quinolinecarboxaldehyde and Bronsted Acid for Efficient Racemization of α-Amino Amides and Its Application in Chemoenzymatic Dynamic Kinetic Resolution2020

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Ohmatsu, Mari Kiyokawa, Yuto Shirai, Yuya Nagato, Takashi Ooi
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 103 号: 1 ページ: 218-224

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)32

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zwitterionic 1,2,3-Triazolium Amidate as a Catalyst for Photoinduced Hydrogen-Atom Transfer Radical Alkylation2020

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Ohmatsu, Ryuhei Suzuki, Yukino Furukawa, Makoto Sato, and Takashi Ooi
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 10 号: 4 ページ: 2627-2632

    • DOI

      10.1021/acscatal.9b04491

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non‐Enzymatic Hybrid Catalysis for Stereoconversion of l-Amino Acid Derivatives to d-Isomers2020

    • 著者名/発表者名
      Yuya Nagato, Mari Kiyokawa, Yusuke Ueki, Jun Kikuchi, Kohsuke Ohmatsu, Masahiro Terada, Takashi Ooi
    • 雑誌名

      Asian J. Or. Chem

      巻: 9 号: 4 ページ: 561-565

    • DOI

      10.1002/ajoc.202000067

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct allylic C-H alkylation of enol silyl ethers enabled by photoredox-Bronsted base hybrid catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Ohmatsu, Tsubasa Nakashima, Makoto Sato, and Takashi Ooi
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 10 号: 1 ページ: 2706-2706

    • DOI

      10.1038/s41467-019-10641-y

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 概日リズムの長周期化を起こす新規分子の構造活性相関と標的同定2021

    • 著者名/発表者名
      森田 渉平・大松 亨介・廣田 毅・大井 貴史
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 光レドックス触媒とチオール触媒の協働作用によるシリルエノールエーテルのアリル位Mannich型反応2021

    • 著者名/発表者名
      中島 翼・大松 亨介・大井 貴史
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シリルエノールエーテルのアリル位ヘテロアリール化反応2021

    • 著者名/発表者名
      藤森 春佳・大松 亨介・大井 貴史
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水素原子移動触媒による含フッ素ベンジル位C-H官能基化反応2021

    • 著者名/発表者名
      藤田 博貴・大松 亨介・大井 貴史
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Zwitterionic 1,2,3-Triazolium Amidate as a Catalyst for Photoinduced Hydrogen-Atom Transfer Radical Alkylation2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Suzuki, Kohsuke Ohmatsu, Takashi Ooi
    • 学会等名
      第12回有機触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Zwitterionic 1,2,3-Triazolium Amidate as a Catalyst for Photoinduced Hydrogen-Atom Transfer Radical Alkylation2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Suzuki, Kohsuke Ohmatsu, Takashi Ooi
    • 学会等名
      2019 International C-H Functionalization Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Zwitterionic 1,2,3-Triazolium Amidate as a Catalyst for Photoinduced Hydrogen-Atom Transfer Radical Alkylation2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Suzuki, Kohsuke Ohmatsu, Takashi Ooi
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct Allylic C-H Alkylation of Enol Silyl Ethers Enabled by Photoredox-Br?nsted Base Hybrid Catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Nakashima, T.; Ohmatsu, K.; Ooi, T.
    • 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] Hybrid Catalysis for Catalytic Stereoconversion of L-Amino Acid Derivatives to D-Isomers2019

    • 著者名/発表者名
      Nagato, Y.; Ohmatsu, K.; Ooi,T.
    • 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] ラジカルカチオンの強酸性の活用にもとづくケテンシリルアセタールのアリル位アルキル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      孫福凌、大松亨介、大井貴史
    • 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] パラジウム-ハロゲン化物イオン協働触媒作用によるカルボニル化合物のアリル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      松山菜歩、大松亨介、大井貴史
    • 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] 光レドックス触媒とブレンステッド塩基触媒の協働作用によるシリルエノールエーテルのアリル位C-Hアルキル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      第11回有機触媒シンポジウム
    • 学会等名
      中島翼、佐藤真、大松亨介、大井貴史
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光レドックス触媒とブレンステッド塩基触媒の協働作用によるシリルエノールエーテルのアリル位C-Hアルキル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      中島翼、佐藤真、大松亨介、大井貴史
    • 学会等名
      第49回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] α-アミノカルボニル化合物の触媒的異性化反応2019

    • 著者名/発表者名
      永戸雄也、大松亨介、大井貴史
    • 学会等名
      第49回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 1,2,3-トリアゾールを鍵骨格とする超分子キラル酸触媒の開発2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆平 、大松亨介、大井貴史
    • 学会等名
      第35回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アニオン捕捉型超分子キラルブレンステッド酸触媒の開発と応用2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆平, 大松亨介, 大井貴史
    • 学会等名
      第113回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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