• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

有機ボレート種の直接光励起に基づく触媒的結合形成反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1694
補助金の研究課題番号 21J22267 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関京都大学 (2022-2023)
金沢大学 (2021)

研究代表者

佐藤 由季也  京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード合成反応
研究開始時の研究の概要

本研究では、有機ボレート種の合理的設計とその光物性に基づき、直接励起法による高難度分子変換および触媒的直接励起法の確立を目指す。具体的には、電荷錯体形成に基づく有機ボレートと反応剤との一電子移動を利用した高難易度分子変換の開発および有機ボレート種の触媒的直接励起法の開発を実施する。本研究は、合成化学や工業プロセスへの基盤技術のみならず、構築困難な分子の合成が可能となり、ケミカルスペースの増大に繋がり、創薬分野への更なる発展に直接的な影響を与える。

研究実績の概要

アミド化合物は、天然物や医薬品などに見られる重要な化学種である。近年、窒素上を官能基化したアミド化合物を用いることで、対応する窒素中心ラジカルの発生、続く1,5-水素原子移動(HAT)に基づいた遠隔位官能基化反応が報告されている。これらの手法は、ケミカルスペース拡大の観点から、種々の構造を有するアミド化合物を構築可能とする優れた手法であるものの、事前に官能基化されたアミド化合物を調製する必要がある。一方で、光駆動型プロトン共役電子移動(PCET)は温和な条件下、単純なアミド化合物から窒素中心ラジカルにアクセスできることから、直截的かつ官能基許容性に優れた手法である。しかし、用いる塩基や基質の結合解離エネルギー、触媒の酸化還元電位などのさまざまな要因に支配されていることから、反応制御が困難である。たとえば、PCETと続く1,5-HATにより生じた炭素中心ラジカルを続く結合形成に適用するのは、単純なラジカル補足反応に制限されている。
このような背景のもと、研究者は、当該年度、光駆動型PCETに基づくN-ヘテロ環状カルベン(NHC)触媒系を用いた、アミド化合物の遠隔位アシル化反応の開発に着手した。可視光照射下、光酸化還元触媒と温和な塩基を用いることで、アミド化合物の窒素中心にラジカルが発生する(酸化的PCET過程)。生じた窒素ラジカルは速やかに1,5-HATが進行し、炭素中心ラジカルを与える。一方で、カルボン酸から容易に調整できるアシルイミダゾールとNHC触媒から生じるアシルアゾリウム中間体に対する一電子還元によりケチルラジカルが生じる。これら各々の触媒サイクルから生じた2種類のラジカル(炭素中心ラジカルとケチルラジカル)が選択的に反応することで、δ-C-Hアシル化体を与える。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2021

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

  • [雑誌論文] Diastereoselective congested β-amido ketone synthesis via NHC-catalyzed radical-radical coupling2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Yukiya、Miyamoto Yusuke、Matsui Takanori、Sumida Yuto、Ohmiya Hirohisa
    • 雑誌名

      Chem Catalysis

      巻: 3 号: 9 ページ: 100736-100736

    • DOI

      10.1016/j.checat.2023.100736

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-Driven N-Heterocyclic Carbene Catalysis Using Alkylborates2021

    • 著者名/発表者名
      Sato, Y.; Goto, Y.; Nakamura, K.; Miyamoto, Y.; Sumida, Y.; Ohmiya, H.
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 11 号: 21 ページ: 12886-12892

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c04153

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベン触媒によるラジカル-ラジカルカップリングを介したβ-アミドケトンのジアステレオ選択的合成2024

    • 著者名/発表者名
      佐藤由季也・隅田有人・大宮寛久
    • 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] Diastereoselective Synthesis of Congested β-Amino Ketone via N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Radical-Radical Coupling2023

    • 著者名/発表者名
      Yukiya Sato, Yuto Sumida, Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      10th Pacific Symposium on Radical Chemistry (PSRC-10)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of Alkyl Radical through Direct Excitation of Alkylborate2023

    • 著者名/発表者名
      Yukiya Sato, Yuto Sumida, Hirohisa Ohmiya
    • 学会等名
      OMCOS XXI 2023 Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベン/光酸化還元協奏触媒を用いたアルケンのアミドアシル化反応2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤由季也・隅田有人・大宮寛久
    • 学会等名
      第15回有機触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] N-ヘテロ環カルベン/光酸化還元協働触媒によるアルケンのアミドアシル化反応2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤由季也・隅田有人・大宮寛久
    • 学会等名
      第51回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光駆動型プロトン共役電子移動に基づくN-ヘテロ環カルベン触媒系を用いたアルケンのアミドアシル化反応2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤由季也・隅田有人・大宮寛久
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 有機ホウ素アート錯体の光励起を活用したラジカル介在型N-ヘテロ環カルベン触媒反応2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤由季也・中村渓・竹田光孝・後藤大和・隅田有人・大宮寛久
    • 学会等名
      第19回 次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 環状ホウ素アート錯体の直接光励起を活用したラジカル型N-ヘテロ環カルベン触媒反応2021

    • 著者名/発表者名
      隅田有人・佐藤由季也・後藤大和・中村渓・大宮寛久
    • 学会等名
      第67回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素アート錯体の光励起を活用したラジカルリレー型N-ヘテロ環カルベン触媒反応2021

    • 著者名/発表者名
      中村渓・佐藤由季也・後藤大和・隅田有人・大宮寛久
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi