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可視光レドックス触媒を用いたラジカルカチオン-ラジカルカップリング反応

研究課題

研究課題/領域番号 19K15570
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関学習院大学

研究代表者

諸藤 達也  学習院大学, 理学部, 助教 (20824064)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードラジカルカチオン / ラジカル / 光触媒 / 電子移動 / 芳香族化合物 / 有機化学
研究開始時の研究の概要

本研究は「可視光レドックス触媒で芳香族化合物を酸化して発生したラジカルカチオンと、還元によって発生したラジカルを反応させる、新しい炭素-炭素結合形成反応は実現可能か?」 という問いに答えるべく、可視光レドックス触媒を用いたラジカルカチオン-ラジカルカップリング反応の開発を目的とする。本研究の鍵である安定な高酸化状態を持つ光触媒を見出すため(1)様々な配位子を有するRu(III)錯体を合成し、(2)合成したRu(III)の安定性の評価及び配位子の再設計を行う。さらに見出したRu錯体を用いて(3)素反応を開発し、(4)医薬や天然物の誘導化へ応用する。

研究成果の概要

本研究は可視光レドックス触媒を用いて発生させたラジカルカチオン種とラジカル種を反応させるラジカルカチオンーラジカルカップリングの開発を目的に研究を行った。望みの形式の反応は実現することができなかったが、「ヒルクライム型電子移動を利用した光触媒反応」、「炭素,酸素二座配位子を有するシリカートをラジカル源とした光触媒反応」、「プロトン化による三重項の反応性向上」など新しいコンセプトに光触媒反応を見出すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で見出すことができた「ヒルクライム型電子移動を利用した光触媒反応」、「炭素,酸素二座配位子を有するシリカートをラジカル源とした光触媒反応」、「プロトン化による三重項の反応性向上」は、有機合成化学における光触媒反応を設計する新たな指針になると期待できる。将来的には医薬・農薬・機能性材料への応用が可能な手法への展開が望まれる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Protonation-Enhanced Reactivity of Triplet State in Dearomative Photocycloaddition of Quinolines to Olefins2021

    • 著者名/発表者名
      Morofuji Tatsuya、Nagai Shota、Chitose Youhei、Abe Manabu、Kano Naokazu
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 23 号: 16 ページ: 6257-6261

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c02026

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic Giese‐Type Reaction with Alkylsilicates Bearing C,O‐Bidentate Ligands2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Morofuji, Yu Matsui, Misa Ohno, Gun Ikarashi, Naokazu Kano
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 27 号: 22 ページ: 6713-6718

    • DOI

      10.1002/chem.202005300

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terminal-oxidant-free photocatalytic C-H alkylations of heteroarenes with alkylsilicates as alkyl radical precursors2020

    • 著者名/発表者名
      Gun Ikarashi, Tatsuya Morofuji, Naokazu Kano
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 69 ページ: 10006-10009

    • DOI

      10.1039/d0cc03286g

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photocatalytic C-H Amination of Aromatics Overcoming Redox Potential Limitations2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Morofuji, Gun Ikarashi, Naokazu Kano
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 22 号: 7 ページ: 2822-2827

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c00822

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] キノリンとアルケンの脱芳香族的光環化付加反応におけるプロトン化の反応促進効果の解明2021

    • 著者名/発表者名
      永井翔太・諸藤達也・千歳洋平・安倍学・狩野直和
    • 学会等名
      基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] C,O -二座配位子を有するアルキルシリカートを用いた光触媒的アルキルラジカル発生法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      松井優・五十嵐郡・大野水彩・諸藤達也・狩野直和
    • 学会等名
      典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン種を原料に用いる有機分子変換2020

    • 著者名/発表者名
      諸藤達也
    • 学会等名
      GSCセミナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] シリカートを使った光触媒的ラジカル反応:Giese反応への適用

    • URL

      https://moro-chemistry.org/archives/3601

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] シリカートをラジカル前駆体にした光触媒的Minisci反応

    • URL

      https://moro-chemistry.org/archives/3507

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 酸化還元電位の制限を乗り越えた光触媒的C-Hアミノ化反応

    • URL

      https://moro-chemistry.org/archives/3413

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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