フォトレドックス触媒が拓くラジカル的分子変換新戦略

• 研究課題/領域番号: 26288045
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 合成化学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 穐田 宗隆 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (50167839)
• 研究分担者: 小池 隆司 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (30451991)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2014年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: フォトレドックス触媒反応 / ラジカル反応光反応 / 可視光 / フッ素化反応 / フォトレドックス触媒 / 二官能基化 / 合成化学 / フルオロアルキル化 / 光化学 / 触媒反応 / ラジカル反応 / 光反応 / 有機フッ素化合物

研究成果の概要

有機ラジカル種を、触媒の光励起種との一電子移動を経て生成させて有機合成に用いる「フォトレドックス触媒反応」は、グリーンケミストリーの観点から多大な注目を集めているが、反応開拓、多様なラジカル種発生、触媒の多様化の観点については検討の余地がある。我々は主に以下の三つの観点から研究を進め、成果をあげた：①オレフィン類の位置特異的二官能基化反応の開発、②様々なラジカル種の発生法の開拓、③有機光触媒の開発。

研究成果

• [雑誌論文] New Horizons of Photocatalytic Fluoromethylative Difunctionalization of Alkenes (2018)
  • 著者名/発表者名: Koike Takashi、Akita Munetaka
  • 雑誌名: Chem 巻: 4 号: 3 ページ: 409-437
  • DOI: 10.1016/j.chempr.2017.11.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic Trifluoromethylthiolation of Aromatic Alkenes Associated with Hydroxylation and Alkoxylation (2017)
  • 著者名/発表者名: Yanjie Li, Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Asian Journal of Organic Chemistry 巻: 6 号: 4 ページ: 445-448
  • DOI: 10.1002/ajoc.201600562
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photoredox-catalyzed oxytrifluoromethylation of allenes: stereoselective synthesis of 2-trifluoromethylated allyl acetates (2017)
  • 著者名/発表者名: Ren Tomita, Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 53 号: 34 ページ: 4681-4684
  • DOI: 10.1039/c7cc01759f
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metal-free di- and tri-fluoromethylation of alkenes realized by visible-light-induced perylene photoredox catalysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Noto Naoki、Koike Takashi、Akita Munetaka
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 8 号: 9 ページ: 6375-6379
  • DOI: 10.1039/c7sc01703k
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Oxydifluoromethylation of Alkenes by Photoredox Catalysis: Simple Synthesis of CF2H-Containing Alcohols (2016)
  • 著者名/発表者名: Ren Tomita, Gaku Ando, Yusuke Arai, Takashi Koike and Munetaka Akita
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 ページ: 1262-1265
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Radical Pentafluorosulfanylphenylation of Styrenes by Photoredox Catalysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yanjie Li, Takashi Koike and Munetaka Akita
  • 雑誌名: Synlett 巻: 27 号: 05 ページ: 736-740
  • DOI: 10.1055/s-0035-1561304
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Aminohydroxylation of Olefins with Iminopyridinium Ylides by Dual Ir Photocatalysis and Sc(OTf)3 Catalysis (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮澤和己、小池隆司、穐田宗隆
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 72 号: 48 ページ: 7813-7820
  • DOI: 10.1016/j.tet.2016.05.045
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Diastereoselective Synthesis of CF3- and CF2H‐Substituted Spiroethers from Aryl-Fused Cycloalkenylalkanols by Photoredox Catalysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoki Noto, Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: The Journal of Organic Chemistry 巻: 81 号: 16 ページ: 7064-7071
  • DOI: 10.1021/acs.joc.6b00953
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fine Design of Photoredox Systems for Catalytic Fluoromethylation of Carbon－Carbon Multiple Bonds (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Accounts of Chemical Research 巻: 49 号: 9 ページ: 1937-1945
  • DOI: 10.1021/acs.accounts.6b00268
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Combination of Organotrifluoroborates with Photoredox Catalysis Marking a New Phase in Organic Radical Chemistry (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 14 号: 29 ページ: 6886-6890
  • DOI: 10.1039/c6ob00996d
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Versatile Strategy for Difunctionalization of Carbon－Carbon Multiple Bonds by Photoredox Catalysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Organic Chemistry Frontiers 巻: 3 号: 10 ページ: 1345-1349
  • DOI: 10.1039/c6qo00139d
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Principles and Applications of Photoredox Catalysis:Trifluoromethylation and Beyond (2016)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 74 号: 11 ページ: 1036-1046
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.74.1036
  • NAID: 130005433328
  • ISSN: 0037-9980, 1883-6526
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sunlight-Driven Trifluoromethylation of Olefinic Substrates by Photoredox Catalysis: A Green Organic Process (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Akita, T. Koike
  • 雑誌名: Compt. Rend. Chim. 巻: 18 号: 7 ページ: 742-751
  • DOI: 10.1016/j.crci.2015.01.013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Redox-economical radical generation from organoborates and carboxylic acids by organic photoredox catalysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Chinzei, Kazuki Miyazawa, Yusuke Yasu, Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 5 号: 27 ページ: 21297-21300
  • DOI: 10.1039/c5ra01826a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alkyl- and Aryl-Thioalkylation of Olefins with Organotrifluoroborates by Photoredox Catalysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Li, K. Miyazawa, T. Koike, M. Akita
  • 雑誌名: Org. Chem. Front. 巻: 2 号: 4 ページ: 319-323
  • DOI: 10.1039/c4qo00352g
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anti-Diastereoselective Synthesis of CF3-Containing Spirooxazolines and Spirooxazines via Regiospecific Trifluoromethylative Spirocyclization by Photoredox Catalysis (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Noto, K. Miyazawa, T. Koike, M. Akita
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 17 号: 15 ページ: 3710-3713
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b01694
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regiospecific Intermolecular Aminohydroxylation of Olefins by Photoredox Catalysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Miyazawa, Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Chemistry -A European Journal 巻: 21 号: 33 ページ: 11677-11680
  • DOI: 10.1002/chem.201501590
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photoredox-Catalyzed Stereoselective Conversion of Alkynes into Tetrasubstituted Trifluoromethylated Alkenes (2015)
  • 著者名/発表者名: Ren Tomita, Gaku Ando, Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 54 号: 44 ページ: 12923-12927
  • DOI: 10.1002/anie.201505550
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Trifluoromethylation of Aromatic Alkenes by Visible-light-driven Photoredox Catalysis: Direct Conversion of Alkenes to 3-Trifluoromethyl-1-propenyl and 1,3-Bis(trifluoromethyl)-1-propenyl Derivatives (2015)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Asano, Ren Tomita, Gaku Ando, Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Journal of Fluorine Chemistry 巻: 179 ページ: 83-88
  • DOI: 10.1016/j.jfluchem.2015.07.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydroaminomethylation of Olefins with Aminomethyltrifluoroborate by Photoredox Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Miyazawa, Takashi Koike, and Munetaka Akita
  • 雑誌名: Adv. Synth. Cat. 巻: 356 号: 13 ページ: 2749-2755
  • DOI: 10.1002/adsc.201400556
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Combining Photoredox-Catalyzed Trifluoromethylation and Oxidation with DMSO : Facile Synthesis of a-Trifluoromethylated Ketones from Aromatic Alkenes (2014)
  • 著者名/発表者名: Ren Tomita, Yusuke Yasu, Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 53 号: 28 ページ: 7144-7148
  • DOI: 10.1002/anie.201403590
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct C-H Trifluoromethylation of Di- and Trisubstituted Alkenes by Photoredox Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Ren Tomita, Yusuke Yasu, Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Beilstein Journal of Organic Chemistry 巻: 10 ページ: 1099-1106
  • DOI: 10.3762/bjoc.10.108
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Highly Regio- and Diastereoselective Synthesis of CF3-Substituted Lactones via Photoredox-Catalyzed Carbolactonization of Alkenoic Acids (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Yasu, Yusuke Arai, Ren Tomita, Takashi Koike, Munetaka Akita
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 16 号: 3 ページ: 780-783
  • DOI: 10.1021/ol403500y
  • 査読あり
• [学会発表] Photoredox Catalysis: Trifluoromethylation and Beyond (2017)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita
  • 学会等名: International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC2017)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Olefin Difunctionalization by Photoredox Catalysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita
  • 学会等名: the 8th Pacific Symposium on Radical Chemistry (PSRC-8)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fluoromethylative Difunctionalization of Unsaturated Hydrocarbons by Photoredox Catalysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita
  • 学会等名: the 18th Tetrahedron Symposium Asian Edition
  • 国際学会
• [学会発表] Olefin Difunctionalization by Photoredox Catalysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita
  • 学会等名: the 6th Gratama Workshop on Chemical Sciences and Innovation for a Sustainable Society
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Photoredox Catalysis: Trifluoromethylation and Beyond (2016)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 学会等名: Conference on Frontiers of Organometallic Chemistry - 2016 (FOMC-2016)
  • 発表場所: ケラーラ、 インド
  • 年月日: 2016-12-03
• [学会発表] Photoredox Catalysis: A Green Catalytic System Promoted by Visible Light (2016)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 学会等名: International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2016 (C&FC 2016)
  • 発表場所: 台北、 台湾
  • 年月日: 2016-11-03
• [学会発表] Photoredox Catalysis: Trifluoromethylation and Beyond (2016)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 学会等名: 17th Korea-Japan Inorganic Chemistry Joint Symposium
  • 発表場所: 釜山、韓国
  • 年月日: 2016-11-03
• [学会発表] Generation of Organyl Radicals via Photoredox Catalysis: Regiospecific Difunctionalization of Olefins and Acetylenes (2016)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 学会等名: 12th International Symposium on Organic Free Radicals (ISOFR-12)
  • 発表場所: 上海、中国
  • 年月日: 2016-10-09
• [学会発表] フォトレドックス触媒反応：可視光（太陽光）で促進される有機電子移動触媒反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 穐田宗隆
  • 学会等名: 分子研研究会「有機金属化学の大潮流」
  • 発表場所: 分子科学研究所
  • 年月日: 2016-09-02
• [学会発表] Photoredox Catalysis: Trifluoromethylation and Beyond (2016)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 学会等名: the 27th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC2016)
  • 発表場所: メルボルン、オーストラリア
  • 年月日: 2016-07-17
• [学会発表] Inorganic Photoredox Catalysis Applied to Organic Synthesis: Trifluoromethylation of Unsaturated Hydrocarbons (2016)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita
  • 学会等名: the 42nd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC2016)
  • 発表場所: ブレスト、フランス
  • 年月日: 2016-07-03
• [学会発表] Trifluoromethylation of olefins by photoredox catalysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 学会等名: pacifichem2015
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Radical Functionalization of Olefins via Photoredox Catalysis: Trifluoromethylation and Beyond (2015)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 学会等名: 7th Pacific Symposium on Radical Chemistry
  • 発表場所: シンガポール 南洋大学
  • 年月日: 2015-07-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Inorganic Photoredox Catalysis Applied to Organic Synthesis: a Green Method for Generation of Organic Radicals (2015)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 学会等名: 5th Asian Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: 香港大学
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] フォトレドックス触媒反応：太陽光で進む触媒的有機反応の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 穐田宗隆、小池隆司
  • 学会等名: 第47回酸化反応討論会
  • 発表場所: 崇城大学市民ホール（熊本県・熊本市）
  • 年月日: 2014-11-14 – 2014-11-15
  • 招待講演
• [学会発表] Photoredox Catalysis: A Green Access to Radical Chemistry (2014)
  • 著者名/発表者名: 穐田宗隆
  • 学会等名: 有機金属および配位化学に関する日韓合同シンポジウム
  • 発表場所: さくらホール、東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] Photoredox Catalysis: Organic Synthesis Promoted by Visible Light (2014)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita
  • 学会等名: Europe-Japan Joint Forum; Inorganic Chemistry and Its Interfaces
  • 発表場所: ストラスブール（フランス）
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] フォトレドックス触媒反応：太陽光で進む有機反応の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 穐田宗隆
  • 学会等名: 第114回触媒討論会
  • 発表場所: 広島大学（広島県・東広島市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] Trifluoromethylation by Sunlight-promoted photoredox Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 学会等名: Molecular Complexity in Modern Chemistry (MCMC-2014)
  • 発表場所: モスクワ（ロシア）
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Trifluoromethylation by Photoredox Catalysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Akita and Takashi Koike
  • 学会等名: The 248th American Chemical Society Meeting & Exposition
  • 発表場所: サンフランシスコ（アメリカ）
  • 年月日: 2014-08-12
  • 招待講演
• [図書] Visible-Light-Induced Redox Reactions by Ruthenium Photoredox Catalyst (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Koike and Munetaka Akita
  • 総ページ数: 25
  • 出版者: Springer
• [備考] 穐田・吉沢研究室（錯体化学・超分子科学）
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp/~smart/smartj.html
• [備考] 穐田・吉沢研究室ホームページ
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp/~smart/smartj.html
• [備考] 穐田・吉沢研究室
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp/~smart/smartj.html
• [産業財産権] 多環芳香族炭化水素を光触媒とするフルオロメチル基含有化合物の製造方法 (2017)
  • 発明者名: 納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] 多環芳香族炭化水素を光触媒とするフルオロメチル基含有化合物の製造方法 (2017)
  • 発明者名: 納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
  • 権利者名: 納戸直木・小池隆司・穐田宗隆
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017-02-20
• [産業財産権] ジフルオロメチル基含有アルコールの製造方法 (2015)
  • 発明者名: 新井悠亮・小池隆司・穐田宗隆
  • 権利者名: 新井悠亮・小池隆司・穐田宗隆
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-03-09
• [産業財産権] 1,2-アミノアルコール骨格を持つ化合物の製造方法 (2014)
  • 発明者名: 宮澤和己・小池隆司・穐田宗隆
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-11-27