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光誘起電子移動を鍵とする不活性な芳香族C-N結合の切断を伴う官能基化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K14684
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
研究機関九州大学

研究代表者

関根 康平  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (30843148)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード芳香族アミン / アルケン / ボリル化 / 二官能基化 / 炭素-窒素結合切断 / 有機光反応 / 光誘起電子移動 / ラジカルカチオン / アミノラジカル
研究開始時の研究の概要

従来困難であった分子変換法の開発は新しい有機合成戦略の創出につながる。芳香族アミン類は豊富に存在するため、その炭素-窒素結合の切断を伴う官能基化反応は有用な変換手法となりうる。しかし、直接的な炭素-窒素結合の変換は、炭素-窒素結合の結合解離エネルギーが大きいため困難である。本研究では、光エネルギーを利用して、芳香族アミンの炭素-窒素結合の切断を伴う分子変換法を開発する。

研究成果の概要

芳香族アミン類の炭素-窒素結合切断を伴う官能基化反応を検討した。芳香族第一級アミンに対して炭素-窒素結合の切断を伴うボリル化反応および脱アミノ化反応が高選択的に進行することを見出した。分光測定、対照実験および量子化学計算により明らかとなったボリル化反応の反応機構に基づいて、芳香族アミン誘導体を芳香環と含窒素官能基の供給源とするアルケン類の二官能基化反応へ展開した。芳香族炭素-窒素結合の切断を伴う炭素-炭素結合形成反応の開発への可能性を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

工業的に生産され、豊富に存在する芳香族アミン類を原料とした有機反応の合成的利用価値は高い。本研究では、これまで高難度であり変換手法が限定的であった芳香族炭素-窒素結合の切断を伴う反応の開発し、芳香族アミン類を資源とする新しい分子変換技術の創出への可能性を示した。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Carbamoylarylation of Alkenes with N-Aryl Oxamic Acids Involving 1,4-Aryl Migration Via C(aryl)-N Bond Cleavage2024

    • 著者名/発表者名
      Akira Shiozuka, Di Wu, Kyohei Kawashima, Toshifumi Mori, Kohei Sekine, Yoichiro Kuninobu
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 14 号: 8 ページ: 5972-5977

    • DOI

      10.1021/acscatal.4c00523

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifunctional 1-Hydroxypyrene-Photocatalyst for Hydrodesulfurization via Reductive C(Aryl)-S Bond Cleavage2023

    • 著者名/発表者名
      Di Wu, Akira Shiozuka, Kyohei Kawashima, Toshifumi Mori, Kohei Sekine, Yoichiro Kuninobu
    • 雑誌名

      Orgnic Letters

      巻: 25 号: 18 ページ: 3293-3297

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c01061

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Divergent Deaminative Borylation and Hydrodeamination of Primary Aromatic Amines2022

    • 著者名/発表者名
      Shiozuka Akira、Sekine Kohei、Toki Takumi、Kawashima Kyohei、Mori Toshifumi、Kuninobu Yoichiro
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 24 号: 23 ページ: 4281-4285

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c01663

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 可視光駆動型カルバモイルアリール化反応を利用した環状イミドの合成2024

    • 著者名/発表者名
      高 汰佑、呉 迪、関根 康平、國信 洋一郎
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] N-アリールオキサミン酸の芳香族炭素-窒素結合切断を鍵とするアルケンのカルバモイルアリール化反応2024

    • 著者名/発表者名
      塩塚 朗、呉 迪、川島 恭平、森 俊文、関根 康平、國信 洋一郎
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] N-アリールオキサミン酸を二官能基化剤とするアルキンのカルバモイルアリール化反応2024

    • 著者名/発表者名
      岳 高帆、呉 迪、塩塚 朗、関根 康平、國信 洋一郎
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒドロキシピレンの特性を活かした光駆動型脱アルキルチオ化反応2023

    • 著者名/発表者名
      関根 康平、呉 迪、塩塚 朗、川島恭平、森 俊文、國信 洋一郎
    • 学会等名
      第33回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Bifunctional 1-Hydroxypyrene-Photocatalyst for Hydrodesulfurization via Reductive C(aryl)-S Bond Cleavage2023

    • 著者名/発表者名
      Di Wu, Akira Shiozuka, Kohei Sekine, Yoichiro Kuninobu
    • 学会等名
      10th Pacific Symposium on Radical Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deaminative Borylation and Hydrodeamination of Aromatic Amines via Radical/Radical Ion Intermediates2023

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sekine, Akira Shiozuka, Takumi Toki, Kyohei Kawashima, Toshifumi Mori, Yoichiro Kuninobu
    • 学会等名
      10th Pacific Symposium on Radical Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoinduced Hydrodesulfurization of Alkylthio Group-substituted Aromatic Compounds via C(sp2)-S Bond Cleavage2023

    • 著者名/発表者名
      Di Wu, Akira Shiozuka, Kohei Sekine, Yoichiro Kuninobu
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 光誘起電子移動を鍵とする 芳香族第一級アミンの脱アミノ化反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      土岐 拓未、塩塚 朗、関根 康平、國信洋一郎
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 光誘起電子移動を鍵とする芳香族第一級アミンの炭素-窒素結合切断を伴うボリル化および脱アミノ化反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      塩塚朗、関根康平、土岐拓未、川島恭平、森俊文、國信洋一郎
    • 学会等名
      第46回有機電子移動化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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