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超電子吸引性SF5基を有するフォトレドックス触媒の創製と可視光触媒反応の開発

公募研究

研究領域高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出
研究課題/領域番号 16H01009
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

小池 隆司  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (30451991)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード有機化学 / 光触媒 / 可視光エネルギー / 有機フッ素化学 / 可視光
研究実績の概要

フルオロアルキル基は医農薬や機能性有機材料分野において有用な構造モチーフである。フルオロアルキル基を安価で入手容易なフルオロアルキル源を用いて有機骨格に導入する手法の開発は合成化学において重要な課題の一つである。本研究では、可視光誘起電子移動を基盤としたフォトレドックス触媒作用に着目し、本課題に取り組んだ。とくに、強力な電子求引性を有するペンタフルオロサルファニル基に着目し、励起状態で高い酸化力を有する金属錯体光触媒を創製し、安価なフルオロアルキル源を用いた新しい光触媒的フルオロアルキル化反応の開発を目的に行った。
昨年度までに、ペンタフルオロサルファニル基を有するイリジウム光触媒を合成し、既報のイリジウム金属錯体光触媒よりも励起状態で酸化力が高いことを明らかにした。本年度はおもにこの光触媒を使って新しいトリフルオロメチル化反応の開発に取り組んだ。ラングロア試薬とよばれる比較的安価なスルフィン酸ナトリウム塩をトリフルオロメチル源とする反応を検討した結果、アルケン類に対して、トリフルオロメチル基とスルフィン酸基を一段階で導入できるスルホニル-トリフルオロメチル化反応を見出した。このような形式の反応はこれまで報告がない。スルホニル基は様々なスルホン基に誘導可能であり、本反応によって得られる有機フッ素化合物の物性にも興味がもたれる。本反応は、光触媒の高い酸化力に起因して中間体のラジカル種が安定化された結果進行したと考えられる。光触媒の反応性をチューニングすることで新たな反応を開発することができた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] New Horizons of Photocatalytic Fluoromethylative Difunctionalization of Alkenes2018

    • 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

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic Trifluoromethylthiolation of Aromatic Alkenes Associated with Hydroxylation and Alkoxylation2017

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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 Bonds2016

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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 Catalysis2016

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Combination of Organotrifluoroborates with Photoredox Catalysis Marking a New Phase in Organic Radical Chemistry2016

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] フォトレドックス触媒が拓く可視光駆動ラジカル官能基化2018

    • 著者名/発表者名
      小池隆司
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of Photoredox Systems for Fluoromethylation of Alkenes2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Koike・Munetaka Akita
    • 学会等名
      International CLS Forum on "Photo and Catalytic Science for Sustainable Society"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sulfanyl-trifluoromethylation of Alkenes by Ir Photoredox Catalysts Bearing SF5 Groups2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Konishi・Ren Tomita・Tatsuya Chinzei・Takashi Koike・Munetaka Akita
    • 学会等名
      International CLS Forum on "Photo and Catalytic Science for Sustainable Society"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超電子求引性SF5基を有する新規イリジウムフォトレドックス触媒の合成と可 視光触媒反応2017

    • 著者名/発表者名
      小西勇介、富田廉、小池隆司、穐田宗隆
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/~smart/smartj.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/~smart/A_koike01.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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