| 研究領域 | デジタル化による高度精密有機合成の新展開 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05362
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
清川 謙介 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (80632364)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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| キーワード | アミノ化 / 超原子価ヨウ素 / アミン / 有機合成 / デジタル有機合成 / デジタル化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
第一級アミンを含む種々のアミン合成は、医薬品に代表される有用化合物を合成するためには必要不可欠であり、「ターゲットのアミンをいかに簡便かつ効率的に合成するか」は、合成化学における重要な課題である。本研究では、我々が独自に開発したベンゾフェノンイミン部位を有する超原子価ヨウ素化合物を活用し、入手容易な原料から有用な含窒素化合物を合成する画期的な酸化的アミノ化を開発する。超原子価ヨウ素化合物を「デジタル化」し、機械学習を活用することでターゲットとする反応を迅速に最適化し、反応開発を超加速・効率化する。
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| 研究実績の概要 |
独自に開発したベンゾフェノンイミン部位を有する超原子価ヨウ素化合物Aを酸化剤かつイミニルラジカル源として活用する酸化的アミノ化により、入手容易な原料（カルボニル化合物）から医薬品などの機能性化合物合成における有用なビルディングブロックとなる含窒素化合物を合成する画期的な手法の開発研究を実施した。毒性の高い重金属酸化剤や高価な遷移金属触媒を用いることなく、これまで合成困難であった非天然型α-アミノ酸誘導体をはじめとする様々な含窒素化合物の環境調和性に優れた合成法の開発に取り組んだ。
ベンゾフェノンイミン部位を有する超原子価ヨウ素化合物Aがアニオン性化合物に対して一電子酸化剤として作用するという反応性を、カルボン酸の脱炭酸アミノ化に適用した。可視光照射条件下、カルボン酸と適切な塩基から調製したカルボキシラートイオンに対してヨウ素化合物Aを作用させることで、ラジカル的な脱炭酸を経るアミノ化が進行することを見出した。基質の溶解性とアニオン性を考慮し、対カチオンとしてセシウム（Cs）を用いたところ、高収率で目的物が得られた。また、機械学習を活用する反応条件最適化も試みた。
さらに、上記反応系にスチレン類やアクリル酸エステルなどを共存させることで三成分カップリングに展開し、従来法では合成困難な複雑なジアリールメチレンアミンやα-アミノカルボニル化合物を一段階で合成できることを見出した。
開発したアミノ化のデジタル化に向けて、化学選択性および官能基許容性を網羅的に評価し、情報を収集するために、本領域で独自に作成した、様々な官能基を有する外部添加剤から構成される「官能基評価キット」を利用して検討した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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