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近年、ボールミル装置を用いた固体有機合成が注目を集めている。本手法は、溶液反応には適用困難な難溶性化合物の構造修飾を可能にする革新的な有機合成技術である。しかし、当該分野は発展途上であり適用可能な反応例が少ない。そこで、本研究ではメカノケミカル合成の一般性、有用性を向上させるべく、難溶性芳香族化合物の固体C-H変換反応の開発を目的とした。具体的に、固体反応場で進行する難溶性芳香族化合物のスルホニウム塩形成反応、スルホニウム塩に対する固体カップリング反応を開発する。
また、スルホニウム塩の変換反応としてフォトレドックス触媒を用いた反応を利用することで、固体フォトレドックス反応という新領域の研究の開発にも挑戦する。フォトレドックス反応の課題とされる、過剰量の溶媒の使用、厳密な脱気条件、スケールアップが困難であるといった種々の課題の解決にもつながると考えている。
初年度は固体フォトレドックス反応の開発を志向し、固体中でのラジカル反応種の挙動を調査すべく、環状アルコールの酸化的開裂を伴うフッ素化反応の固体反応化に成功した。この研究を通して、固体反応化することで溶液中では空気下不安定なラジカル種を不活性ガスを使用せずに安定に取り扱えることを見出した。
本年度はニッケル、光触媒を用いた還元的カップリング反応の固体反応化にも成功した。本反応でも不溶性化合物の化学修飾、空気下での反応、反応時間の短縮といった様々な利点があることを明らかにした。
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