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2013 年度 実績報告書

イオン反応の集積化

計画研究

研究領域反応集積化の合成化学 革新的手法の開拓と有機物質創成への展開
研究課題/領域番号 21106002
研究機関京都大学

研究代表者

吉田 潤一  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30127170)

研究分担者 清水 章弘  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30584263)
永木 愛一郎  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (80452275)
研究期間 (年度) 2009-07-23 – 2014-03-31
キーワード有機合成 / 炭素カチオン / 炭素アニオン / 有機電解 / フロー合成
研究概要

本研究の目的は、各種有機イオン種の寿命および反応性を系統的に明らかにするとともに、そのデータに基づいて、ワンポット法(時間的反応集積化)やフロー法(空間的反応集積化)を用いて活性な有機イオン種を生かしたまま逐次的に反応を行う集積化合成法を開拓することである。本年度は以下のような成果を得た。
有機カチオン種を中間体とする電解酸化法と化学的酸化法の集積化についてさらに検討を行い、次のような成果を得た。ジメチルスルホキシド(DMSO)共存下、低温電解酸化によりヨウ素カチオン種を発生しカチオンプールとして蓄積できることを明らかにした。この活性種をアルケンと反応させると不安定活性種であるβ-ヨードアルコキシスルホニウムイオンが生成し、これをアミン塩基で処理するとSwern酸化と同様の機構を経てα-ヨードカルボニル化合物へと導くことができた。また、塩基の種類を変えることにより本活性種を異なる生成物に導けることを見出した。すなわち、水酸化ナトリウム水溶液を作用させるとヨードヒドリンが、またナトリウムメトキシドを作用させるとエポキシドが良好な収率で得られた。
有機アニオン反応の空間的集積化についてもさらに検討を行い、次のような成果を得た。すなわち、集積型フローマイクロリアクターを用いて各種不安定アリールリチウム種を利用して発生させ、二酸化炭素(1.5当量)を作用させると対応する芳香族カルボン酸を良好な収率で得ることができた。本分子変換は、均一系のハロゲン/リチウム交換反応と二酸化炭素を用いる気/液系の反応の集積化であるが、後者の二酸化炭素との反応も滞留時間が4.7秒以内で進行する高速な反応であり、各種求電子性官能基に影響を与えずに行えることも明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Nitrogen-Containing Polycyclic Quinones as Cathode Materials for LIB. Improving Voltage by Electronegativity and Litium Coordination2014

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, A.; Tsujii, Y.; Kuramoto, H.;Nokami, T.; Inatomi, Y.; Hojo, N.; Yoshida, J.
    • 雑誌名

      Energy Technol.

      巻: 2 ページ: 155-158

    • DOI

      10.1002/ente.201300148

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct C-N Coupling of Imidazoles with Aromatic and Benzylic Compounds via Electrooxidative C-H Functionalization2014

    • 著者名/発表者名
      Morofuji, T.; Shimizu, A.; Yoshida, J.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 ページ: 4496-4499

    • DOI

      10.1021/ja501093m

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Addition of N-Acyliminium Ion Pools to Alkenes Having a Nucleophilic Moiety: Integration of Intermolecular and Intramolecular Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Ashikari, Y.; Kiuchi, Y.; Takeuchi, T.; Ueoka, K.; Suga, S.; Yoshida, J.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 43 ページ: 210-212

    • DOI

      10.1246/cl.130947

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Halogen and Chalcogen Cation Pools Stabilized by DMSO. Versatile Reagents for Alkene Difunctionalization2013

    • 著者名/発表者名
      Ashikari, Y.; Shimizu, A.; Nokami, T.; Yoshida, J
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 135 ページ: 16070-16073

    • DOI

      10.1021/ja4092648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automated Solution-Phase Synthesis of Oligosaccharides via Iterative electrochemical Assembly of Thioglycosides2013

    • 著者名/発表者名
      Nokami, T.; Hayashi, R.; Saigusa, Y.; Shimizu, A.; Liu, C.-Y.; Mong, K.-K. T.; Yoshida, J
    • 雑誌名

      Org. Lett

      巻: 15 ページ: 4520-4523

    • DOI

      10.1021/ol402034g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled Polymerization in Flow Microreactor Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Nagaki, A.; Yoshida, J.
    • 雑誌名

      Adv. Poly. Sci.

      巻: 259 ページ: 1-50

    • DOI

      10.1007/12_2012_179

  • [雑誌論文] レアメタルからの脱却 o-キノン構造をもつ有機リチウムイオン二次電池2013

    • 著者名/発表者名
      清水章弘,吉田潤一
    • 雑誌名

      化学

      巻: 68 (3) ページ: 72-73

  • [雑誌論文] Pauson-Khand Reactions in a Photochemical Flow Microreactor2013

    • 著者名/発表者名
      Asano, K.; Uesugi, Y.; Yoshida, J.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 15 ページ: 2398-2401

    • DOI

      10.1021/ol4008519

    • 査読あり
  • [雑誌論文] フラッシュケミストリー:フローマイクロリアクターを用いる新しい合成化学2013

    • 著者名/発表者名
      吉田潤一,高橋裕輔,永木愛一郎
    • 雑誌名

      化学工学

      巻: 77 (11) ページ: 785-787

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent Developments in the "Cation Pool" Method2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, J.; Ashikari, Y.; Matsumoto, K.; Nokami, T.
    • 雑誌名

      J. Synth. Org. Chem., Jpn.

      巻: 77 (11) ページ: 1136-1144

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.71.1136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flash Chemistry: Flow Chemistry That Cannot Be Done in Batch2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, J.; Takahashi, Y.; Nagaki, A.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 49 ページ: 9896-9904

    • DOI

      10.1039/C3CC44709J

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flow Microreactor Synthesis in Organo-Fluorine Chemistry2013

    • 著者名/発表者名
      Amii, H.; Nagaki, A.; Yoshida, J.
    • 雑誌名

      Beilstein J. Org. Chem.

      巻: 9 ページ: 2793-2802

    • DOI

      10.3762/bjoc.9.314

    • 査読あり
  • [学会発表] ハロゲン・カルコゲンカチオンプール法によるアルケンの二官能基化2014

    • 著者名/発表者名
      林竜太朗・芦刈洋祐・清水章弘・吉田潤一
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] デンドリマー状炭素カチオンにより開始 される重合によるリニアーデンドリテック ハイブリッドポリマーのフローマイクロリアクター合成2014

    • 著者名/発表者名
      宅見正浩・永木愛一郎・吉田潤一
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] フローマイクロリアクターを用いた不安定有機リチウム種の カルボキシル化2014

    • 著者名/発表者名
      高橋裕輔・永木愛一郎・吉田潤一
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Reaction Integration Using Cationic Reactive Intermediates2013

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Yoshida, Yosuke Ashikari, Ryutaro Hayashi, Toshiki Nokami, and Akihiro Shimizu
    • 学会等名
      2013 International Symposium on Organic Reaction
    • 発表場所
      Howard International House Taipei
    • 年月日
      20131119-20131122
    • 招待講演
  • [学会発表] フラッシュケミストリー:時間を空間で制御する新しい合成化学

    • 著者名/発表者名
      吉田 潤一
    • 学会等名
      第5回 化学工学会マイクロ化学プロセス分科会講演会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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