| 研究課題/領域番号 |
19H02722
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33020:有機合成化学関連
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
柳 日馨 大阪府立大学, 研究推進機構, 特認教授 (80210821)
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| 研究分担者 |
福山 高英 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60332962)
兵藤 守 大阪府立大学, 研究推進機構, 特認准教授 (30548186)
隅野 修平 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (60783272)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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| キーワード | C-H官能基化 / ラジカル反応 / 光触媒 / デカタングステート / 水素引き抜き反応 / サルフェートラジカル / C-H 官能基化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
C(sp3)-H結合の位置選択的な官能基化は現代有機化学の重要課題であるが、ラジカル種によるC(sp3)-H結合の水素引き抜きを経る官能基化で位置選択性を制御した例は稀である。本研究ではタングステン酸系の光触媒を用い、C(sp3)-H結合からの位置選択的な水素引き抜きに基づいたC(sp3)-H結合の直裁型官能基化手法の開発を行う。ラジカル極性効果による遷移状態制御が位置選択的なC(sp3)-H結合の官能基化に有効となるとする方法論を極性官能基が複数存在する多官能化合物や立体的環境が異なる多環性化合物において検証し位置選択的なC(sp3)-H結合の官能基化法として確立する。
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| 研究成果の概要 |
C(sp3)-H 結合の直接的官能基化は現代有機化学の重要な研究課題であり、位置選択性を担保する方法の開発が強く求められている。本研究では光励起されたデカタングステートイオンを光触媒とするC-H結合の官能基化を検討し、水素原子引き抜きの遷移状態における極性効果と立体効果の相乗効果により位置選択的なC-H結合のアルキル化、アルケニル化、アルキニル化を達成した。特に酸素中心ラジカルとして硫酸イオンラジカルに着目した研究の結果、極性効果に基づく位置選択性は光触媒と同一となったが、デカタングステートイオンが巨大分子であることから、コンパクトな硫酸イオンラジカルにて相補的に達成される反応を見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、地球温暖化や環境保全の観点から、有機合成化学において、省エネルギー化、ステップエコノミーなどを備えたグリーンケミストリーに適合した反応開発が求められている。本研究成果は太陽光の活用を視野に入れた光触媒を活用することで、ステップの少ないC―H結合の直接的官能基化を実現する反応の開発を行なった。本研究に用いたデカタングステートイオンはカルボニル基やエーテル結合を有する出発化合物のC―H結合を位置選択的に官能基化することができる。また併せて検討した硫酸イオンラジカルは光触媒反応の相補的な反応となるが、工業的に安価なペルオキソ硫酸塩を用いることができる。
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