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化学選択的有機光反応のための有機―無機ハイブリッド触媒系の構築

公募研究

研究領域有機分子触媒による未来型分子変換
研究課題/領域番号 26105712
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
研究機関学習院大学

研究代表者

草間 博之  学習院大学, 理学部, 教授 (30242100)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード光誘起電子移動 / カップリング反応 / 有機光反応 / イミン / 光増感剤
研究実績の概要

本研究課題では、光の作用を活用した新規分子変換手法の開発を主眼として、1)反応させたい官能基の吸収波長をレッドシフトさせて低エネルギー光での化学選択的な光励起を実現するための新規触媒系の開拓、ならびに、2)これまで有用な光化学反応の報告例がほとんどないイミン誘導体を基質とし、光増感剤を触媒として用いる新たな含窒素化合物合成反応の開発、の2点を主に検討した。
1)については、不飽和アルデヒドと、金属配位点をもつ共役系アミンとから形成したイミンと、各種金属塩との複合体形成を検討し、この複合体形成により元々の不飽和アルデヒドに比べて吸収帯を長波長領域にシフトさせられることを確認することができた。しかし、この複合体を利用した光反応に関しては、従来の光反応に比して特徴ある反応の開発には至らず、今後継続的に検討を実施する必要があることが明らかとなった。
一方、2)については、イミン炭素上にシリル基をもつ化合物であるイミドイルシランの光反応について検討を行った結果、光増感剤として芳香族ニトリル化合物を用い、可視光照射下で反応を行うと、イミドイルシランの光誘起一電子酸化が進行し、その後のシリル基の脱離によりイミドイルラジカル種が生成すること、さらにこのラジカル種は不飽和カルボニル類と分子間カップリング反応を起こすことを見出した。従来、イミドイルラジカル種を発生させる手法としては、有機スズやセレン化合物などを利用した手法が知られているが、今回開発した手法は毒性のない有機ケイ素化合物を用い、有機触媒と可視光の利用により実現できるものであり、従来法に比して簡便かつ有用な手法であると考えられる。今後更なる検討を実施することで、様々な含窒素化合物合成手法の開発への展開が可能と期待される。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] アシルシランとボロン酸エステルとの光化学的カップリングを基盤とするtrans-縮環骨格構築法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      清水司、石田健人、草間博之
    • 学会等名
      第96日本化学会春季年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヨウ化亜鉛を触媒とするアシルシランとアルデヒドの光化学的クロスカップリング反応2016

    • 著者名/発表者名
      飛田郁也、石田健人、草間博之
    • 学会等名
      第96日本化学会春季年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起一電子移動反応を用いたイミドイルシランからのイミドイルラジカルの生成と反応2016

    • 著者名/発表者名
      大山智也、石田健人、岩澤伸治、草間博之
    • 学会等名
      第96日本化学会春季年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光反応を活用する新規分子変換手法2016

    • 著者名/発表者名
      草間博之
    • 学会等名
      近畿化学協会有機金属部会平成27年度第4回例会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-01-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Intramolecular formal C-H insertion reaction of photochemically-generated siloxycarbenes leading to benzofused heterocycles2015

    • 著者名/発表者名
      Nakada, Takuma, Ishii, Shuichi, Ishida, Kento, Iwasawa, Nobuharu, Kusama, Hiroyuki
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光とルイス酸触媒の協同作用に基づくアシルシランとアルデヒドとのカップリング反応2015

    • 著者名/発表者名
      石田健人、飛田郁也、草間博之
    • 学会等名
      第70回記念有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光反応を利用したイミドイルシランとカルボニル化合物との分子間カップリング反応2015

    • 著者名/発表者名
      大山智也、石田健人、岩澤伸治、草間博之
    • 学会等名
      第70回記念有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] [3+2]-Cycloaddition Reaction of Quinolinium Ylides Derived from Photochemically-Generated Siloxycarbenes and Clarification of Substituent Effects by Lase Flash Photolysis2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kusama, Kento Ishida, Kenichi Ichikawa, Junpei Sato, Minoru Adegawa, Satoshi Tadami, Takemi Mizuno, Nobuharu Iwasawa, Manabu Abe
    • 学会等名
      The 13th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アシルシランからのカルベン生成を活用する新規分子変換手法2015

    • 著者名/発表者名
      草間博之
    • 学会等名
      第69回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-05-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光化学的に発生させたシロキシカルベン種の形式的分子内CH挿入による環状骨格構築法2015

    • 著者名/発表者名
      仲田拓馬、石井秀一、大山智也、伊藤和太、石田健人、岩澤伸治、草間博之
    • 学会等名
      第95日本化学会春季年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic studies on generation and cycloaddition reaction of ylide intermediates derived from siloxycarbenes and quinolones2015

    • 著者名/発表者名
      ISHIDA, Kento; SATO, Junpei; ICHIKAWA, Kenichi; MIZUNO, Takemi; IWASAWA, Nobuharu; ABE, Manabu; KUSAMA, Hiroyuki
    • 学会等名
      第95日本化学会春季年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光化学的に発生させたシロキシカルベン種の分子内C-H挿入によるジヒドロベンゾフラン類の立体選択的合成2014

    • 著者名/発表者名
      仲田拓馬、大山智也、勝本裕也、伊藤和太、石田健人、岩澤伸治、草間博之
    • 学会等名
      第68回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2014-11-29 – 2014-11-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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