| 研究課題/領域番号 |
19K15552
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
菊池 隼 東北大学, 薬学研究科, 助教 (20802656)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 酸触媒 / カチオン / ラジカル / 光反応 / 不斉反応 / ブレンステッド酸 / 光励起 / ラジカル反応 / 有機分子触媒 / 一電子酸化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、酸触媒の共役塩基が一電子酸化によって、ラジカルへと変換できることに着目し、元来の「酸触媒」としての機能に加えて「ラジカル触媒」としての機能を発現させる。これらをリレー型に活用することで、従来のイオン反応の枠組みから脱した高度分子変換を実現する。共役塩基の一電子酸化は、酸触媒の作用によって生じるカチオン種を光励起させ、一電子酸化剤として機能させる手法ならびに光酸化還元触媒との協同触媒系とすることで行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、従来イオン反応の枠組みにとらわれていたブレンステッド酸触媒による反応をラジカル反応へと拡張することを目的とした。具体的には、触媒の作用によって生じるカチオン種を光励起し、強力な一電子酸化剤として機能させることでラジカル反応の開発を行った。その結果、ベンゾピリリウムやイミニウムといったカチオン種を励起することでトルエンやアルケンのC-H結合切断を介したラジカル反応が進行することを見出した。また反応機構の解明とともに、キラルブレンステッド酸触媒を用いた不斉ラジカル反応の開発にも成功した。さらに、ケイ素ルイス酸やπ酸性金属を触媒として用いることでカチオン種の種類を拡張できることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した手法は、温和かつメタルフリーな条件下で芳香族炭化水素や単純オレフィンといった安価な炭素資源を光学活性化合物へと変換できるため、環境調和型な分子変換法の開発研究に新たな指針を与えるものとして社会的意義があると考えられる。また本研究は、酸触媒を用いた分子変換プロセスに新たな可能性を示すとともに、未だ報告例が限られている有機分子触媒による不斉ラジカル反応を実現した点で学術的に意義がある。
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