固体C-H変換/固体フォトレドックス反応による難容性化合物の構造修飾法の開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K20523
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0501:物理化学、機能物性化学、有機化学、高分子、有機材料、生体分子化学およびその関連分野
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 一色 遼大 北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 特任助教 (70965227)
• 研究期間 (年度): 2022-08-31 – 2024-03-31
• キーワード: カップリング反応 / 固体反応 / メカノケミストリー / 光反応 / ラジカル反応

研究成果の概要

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。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。
本研究では固体フォトレドックス反応の確立の足掛かりとして、固体中のラジカル種の挙動を調査すべく酸化的開環型フッ素化反応の固体反応化を試みた。その結果、溶液中では空気下不安定なアルキルラジカル反応種を空気下安定に取り扱うことができることを発見した。また、ニッケル、フォトレドックス共同触媒を用いた還元的カップリング反応が効率的に進行することも見出した。

自由記述の分野

有機化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

固体フォトレドックス反応の開発を志向し、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、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。本反応により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。