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2017 年度 実施状況報告書

有機色素を触媒とする可視光ペルフルオロアルキル化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05687
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

矢島 知子  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 准教授 (10302994)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード有機色素 / 可視光反応 / ラジカル反応 / 含フッ素化合物
研究実績の概要

有機色素を用いた可視光ペルフルオロアルキル化反応の開発を目的とする本研究では、主に4通りの反応について検討し、含フッ素化合物の合成を達成することを目標としている。研究初年度にはこのうちのヨウ化ペルフルオロアルキル化反応及び、脱離を伴う反応の2つについてほぼ達成していたが、今回はこれらの結果にさらに基質の拡充を図り、3つめ4つめの検討にも着手した。
昨年度には、エオシンYを触媒とし、ヨウ化ペルフルオロアルキルをラジカル前駆体とするヨウ化ペルフルオロアルキル化反応において、様々な電子リッチな末端アルケン、アルキンのヨウ化ペルフルオロアルキル化反応が進行し、エオシンの酸化的触媒反応サイクルで反応が進行することを明らかとしていた。今年度はこれに加え、メタクリル酸などの電子不足オレフィンに対する反応を開発し、この場合には、これまでの研究と異なり、還元的触媒サイクルで進行することを明らかとした。この手法ではこれまでの紫外光反応では得られなかった化合物が得られている。
さらに、昨年着手した臭化ペルフルオロアルキル反応についても様々な基質に水素化ペルフルオロアルキル化が進行することを明らかとしている。さらにこの場合も電子不足オレフィンに対しても良好な収率で進行する反応系を見出すことができており、同様に還元的触媒サイクルで反応が進行していると考えている。現在、論文執筆中である。今後、更なる反応基質の拡大、不斉水素化、水素以外のアニオンによるトラップについて検討を行う。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

有機色素を触媒とする、ヨウ化ペルフルオロアルキル化、水素化ペルフルオロアルキル化について、当初目的としていた電子豊富なオレフィンへの反応のみでなく、電子不足オレフィンにも反応が適用出来た。また、今後、研究計画には未記載である不斉水素化等についても検討を予定している。

今後の研究の推進方策

本研究は順調に当初の期待以上の結果を得ていることから、今後さらに研究を推進し、不斉反応や、単純なオレフィン以外の基質への適用等へ展開する予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 有機分子触媒を用いた光ペルフルオロアルキル化反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      矢島知子
    • 雑誌名

      ファインケミカル

      巻: 16 ページ: 35-41

  • [学会発表] 有機レドックス触媒による可視光ペルフルオロアルキル化2018

    • 著者名/発表者名
      矢島知子
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Metal-free visible-light induced perfluoroalkylation of terminal multiple bonds2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yajima, Mako Ikegami, Satsuki Shigenaga
    • 学会等名
      The 10th Japanese-French Joint Seminar on Flourine Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有機触媒による可視光ヒドロペルフルオロアルキル化反応の研究2017

    • 著者名/発表者名
      重永皐月・矢島知子
    • 学会等名
      第7回フッ素化学若手の会
    • 招待講演
  • [学会発表] Eosin Y Catalyzed Visible Light Induced Perfluoroalkylation using Perfluoro Iodide or Bromide as a Fluorine Source2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yajima
    • 学会等名
      The 8th International Meeting on Halogen Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mechanistic Studies on visible light induced Hydro-Perfluoroalkylation of terminal alkenes and alkynes using EosinY as a catalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Satsuki Shigenaga, Tomoko Yajima
    • 学会等名
      The 8th International Meeting on Halogen Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機触媒による金属を用いない可視光ペルフルオロアルキル化反応の開発2017

    • 著者名/発表者名
      重永皐月・池上真子・矢島知子
    • 学会等名
      第112回有機合成シンポジウム
  • [学会発表] Organocatalyst Catalyzed Visible-Light Radical Perfluoroalkylation of Terminal Alkenes and Alkynes2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima, M. Ikegami, S. Satsuki
    • 学会等名
      8th Pacific Symposium on Radical Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 含フッ素化合物の製造方法2018

    • 発明者名
      矢島知子、村瀬真央、香川巧
    • 権利者名
      矢島知子、村瀬真央、香川巧
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-036624

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公開日: 2018-12-17  

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