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メカノレドックス反応が拓く環境調和型有機合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K14330
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関武庫川女子大学

研究代表者

阿部 将大  武庫川女子大学, 薬学部, 助教 (60882751)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (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)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードメカノケミカル合成 / メカノレドックス反応 / ヨウ素原子移動 / フッ素 / ラジカル / メカノレドックス / メカノケミカル / 水素原子移動 / 遷移金属
研究開始時の研究の概要

安く, 安全に, 効率よく望みの化合物を作ることは, 省エネルギー・省コスト社会を実現するうえで最も重要な課題の一つである. 本研究では, 溶媒を必要としない「メカノレドックス反応」と遷移金属触媒による「1電子移動反応」の協働作用による, 無溶媒型ハイブリッド触媒系の創出を行う. そして, 均一系反応では実現できなかった新たな化学変換を開拓するとともに, 安全かつ利便性の高い環境調和型の有機合成法を確立し, 製薬・化学工業分野における革新的な合成プラットフォームを開発する.

研究実績の概要

反応物質をすりつぶすことで化学反応を起こす「メカノケミカル合成」が,有機溶媒を用いない有機合成法として, 製薬・化学工業分野から注目が集まっている.特に,圧電材料へ機械的衝撃を与えることで電子の授受を行う「メカノレドックス反応」は,光や添加剤を用いずに1電子酸化還元反応が行えるため,フォトレドックス反応に代わる新たな合成プラットフォームとして期待されている.一方,溶媒を用いない不均一反応は,反応分子がうまく分散しないため反応効率が低く,これまでに十分な科学的検証が行われていないのが現状であり,その解明が強く求められている.
研究計画書に基づき,メカノケミカル合成装置 (Retsch 社:MM 400) を用い,申請者がこれまでに見出したヨウ素原子移動反応とジアゼニル化反応の無溶媒化を検討した.種々検討を行ったところ,目的のヨウ化アルキルやアゾ化合物は得られたが,従来法の収率を超える結果にはまだ至っていない.一方その研究過程で,撹拌材である NaCl が基質に組み込まれる新奇な塩素化反応を見出した.さらに,この反応に遷移金属触媒を添加することで,収率が向上することも見出している.また,メカノレドックス条件下でのラジカル発生を確認する過程で,新規ラジカル環化反応を見出し,オキシインドール合成にも成功している.これらの結果は当初の実施計画とは異なるが,メカノレドックス反応の独自の反応性を示す萌芽的結果であるため,これらの反応についても詳細な条件最適化を進めている.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究計画に記載したヨウ素原子移動反応はまだ確立できていないものの,その研究過程で「塩素化反応」や「ラジカル環化反応」を見出しており,メカノレドックス反応の新たな知見が得られているため.

今後の研究の推進方策

ヨウ素原子移動反応およびジアゼニル化反応については,ラジカル開始剤の検討や反応条件の見直しを行い収率の改善を目指す予定である.一方,この研究過程で見出した塩素化反応やラジカル環化反応に関して,さらなる収率の改善および基質一般性の調査を行う予定である.

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Chlorobenzene-driven palladium-catalysed lactonisation of benzoic acids2024

    • 著者名/発表者名
      Abe Masahiro、Mizukami Akiho、Yoshida Emi、Kimachi Tetsutaro、Inamoto Kiyofumi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 14 号: 2 ページ: 808-811

    • DOI

      10.1039/d3ra08176a

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of Aliphatic Nitriles via Desulfonylative Smiles Rearrangement2023

    • 著者名/発表者名
      Abe Masahiro、Inamoto Kiyofumi、Jitsumatsu Honoka、Araki Mikoto、Mizukami Akiho、Kimachi Tetsutaro
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 55 号: 19 ページ: 3121-3128

    • DOI

      10.1055/s-0042-1751466

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 1,5-水素原子移動を活用したフッ素化合物の遠隔位選択的ジアゼニル化反応の開発2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,片岡 あいる,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 1,5-水素原子移動を経由するフッ素化合物の遠隔位選択的なミニスキ型ヘテロアリール化反応の開発2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,松岡 由芽乃,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 金触媒ヘテロ環化反応による 3,1-ベンゾオキサジン-4-オン合成2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,高野 真衣,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒ヘテロ環化反応による 1,4-ベンゾオキサゼピン-5-オン合成法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,川元 仁歩,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 1,5-水素原子移動反応を活用したフッ素化合物の遠隔位選択的ジアゼニル化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,片岡 あいる,平田 葵,矢野 渚紗,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      第49回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 1,5-水素原子移動を活用したフッ素化合物の遠隔位選択的ヘテロアリール化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,松岡 由芽乃,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      第49回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 空気酸化による四員環複素環合成法の開発:ベンゾチアゼチジン合成2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,藤田 真希,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      第73回日本薬学会 関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 1,5-水素原子移動を伴う Minisci 型アルキル化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,松岡 芽乃,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      第73回日本薬学会 関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒ヘテロ環化反応による7員環骨格構築法の開発 ーベンゾオキサゼピノン合成ー2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,川元 仁歩,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      第73回日本薬学会 関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 1,5-水素原子移動を活用した位置選択的ジアゼニル化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,片岡 あいる,平田 葵,矢野 渚紗,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      第73回日本薬学会 関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 金触媒ヘテロ環化反応:3,1-ベンゾオキサジン-4-オン合成2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,高野 真衣,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      第73回日本薬学会 関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒ヘテロ環化反応による7員環骨格構築法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,川元 仁歩,水上 玲穂,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      第52回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] クロロベンゼンを酸化剤とするパラジウム触媒 C(sp3)-H 官能基化:フタリド合成2023

    • 著者名/発表者名
      阿部 将大,水上 玲穂,吉田 映美,來海 徹太郎,稲本 浄文
    • 学会等名
      第52回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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