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2012 年度 実績報告書

有機分子の光活性化を経る二酸化炭素固定化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12J05885
研究機関京都大学

研究代表者

島本 康宏  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

キーワード二酸化炭素 / 太陽光 / アミノケトン / Yang反応
研究概要

二酸化炭素を炭素源として活用することは、資源・環境問題が顕在化している現在極めて重要な課題である。従来、熱力学的に安定な二酸化炭素との反応にはGrinard反応剤などが用いられてきたが、これらを合成するには多大なエネルギーを必要とするため、結果的に多量の二酸化炭素を放出するという矛盾をはらんでいた。本研究では無尽蔵なエネルギー源である太陽光エネルギーを用いて二酸化炭素を有機化合物と反応させる手法を開発することを目的としている。具体的な実験内容は以下の通りである。2-(トシルメチルアミノ)アセトフェノンのジメチルアセトアミド溶液に対して太陽光を照射したところ、Yang反応が進行し、91%収率で四員環化合物であるアゼチジノールへと変換された。次に、単離したアゼチジノールを1気圧の二酸化炭素雰囲気下、炭酸セシウムとともに加熱撹拌したところ、五員環カルボナートへと93%収率で変換された。この反応は対応する五員環化合物であるピロリジノールでは全く反応が進行しなかったことから、光反応で生じた四員環の歪エネルギーが駆動力となっていることが分かる。
この一連の反応は同一のフラスコ内で行うことが可能であり、2-(トシルメチルアミノ)アセトフェノンと二酸化炭素からアゼチジノールを一旦単離することなく直接環状カルボナートを83%収率で得ることにも成功した。以上のように、太陽光を駆動力とした2-(トシルメチルアミノ)アセトフェノンと二酸化炭素との反応を開発することに成功し、その成果を論文としてまとめ、ドイツ化学協会誌のAngewandte Chemie International Editionに投稿、受理された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

一年目の目的であった基本コンセプトの実証を達成でき、論文投稿も達成した。研究の評価も高く、雑誌の表紙に採用されるとともに、HotPaperに選ばれたことから、十分に意義のある研究成果を出すことが出来たと考えている。

今後の研究の推進方策

本年度は計画を変更し、ロジウムの1,5転位を経由するN-アレーンスルホニルアゼチジノールのベンゾスルタムへの骨格再構築反応について検討する予定である。本反応は昨年度に偶然見出したものであるが、1,5金属転位の報告例が極めて少なく、その条件、合成化学への応用を検討することは学術的に非常に重要であると考えている。本研究が終了次第、残りの期間で本来の研究計画である光反応を利用した二酸化炭素固定化反応を検討する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Kegioselective Construction of Indene Skeletons by Palladium-Catalyzed Annulation of Alkynylborates with o-Iodophenyl ketones2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Shimamoto, Hanako Sunaba, Naoki Ishida, Masahiro
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      ページ: 1421-1424

    • DOI

      DOI:10.1002/ejoc.201201510

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solar-Driven Incorporation of Carbon Dioxide into α-Amino Ketones2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ishida, Yasuhiro Shimamoto, Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 51 ページ: 11750-11752

    • DOI

      DOI:10.1002/anie.201206166

    • 査読あり
  • [学会発表] 1,5-ロジウム転位を経由するN-アレーンスルホニルアゼチジノールからベンゾスルタムヘの骨格再構築2013

    • 著者名/発表者名
      島本康宏
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会(2013)
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2013-03-25
  • [学会発表] Solar-Driven Incorporation of Carbon Dioxide into α-Amino Ketones2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Shimamoto
    • 学会等名
      IKCOC-12 (The Twelfth International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry)
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル京都(京都府)
    • 年月日
      2012-11-14

URL: 

公開日: 2014-07-16  

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