| 研究課題/領域番号 |
25460008
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
生長 幸之助 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (00583999)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | C-H活性化 / 酸化 / 酸素 / 配向活性化基 / 分子認識 |
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| 研究実績の概要 |
本研究提案では、「遠隔位sp3炭素-水素結合を標的とした酸化的化学変換」を進行させる新輝合成触媒の開発を主目的とする。研究代表者はH26年度までに開発した、新規N-オキシルラジカル配向活性化基をアルコール基質と結合させ、活性化難度の高い非環状メチレンなどのγ位/δ位選択的C(sp3)-H結合選択的な酸素酸化が進行し、これが従来酸化条件よりも高い官能基許容性があることを実証した。H27年度は未達成であった下記の課題に取り組んだ。
１）ヒドロキシ基γ位/δ位よりも遠隔位のC(sp3)-H酸素酸化：酸化安定性を持つ構造探索の結果、Kemp酸を基盤とする剛直ユニットを配向活性化基の部分構造として採用することで、超遠隔位選択的なベンジル位C(sp3)-H酸素酸化を達成した。本成果はヒドロキシ基δ位よりも遠隔に位置するC-H結合を選択的に酸素酸化した史上初の例である。本成果とH26年度までの成果をまとめて、原著論文として公表するに至った（Chem. Sci.2016, 7, 1904）。
２）配向活性化基の触媒的活用：可逆的基質認識部位(トリフルオロメチルケトン)と配向活性化基を結びつけて使用し、位置選択的C(sp3)-H酸素酸化を触媒的に進行させる戦略で取り組んでいる。当初設計していたCF3置換型アミドキシル構造を組み込んだ構造は合成労力面での難があったため、より現実的な方針へと転換すべく、N-ヒドロキシナフトイミド構造を有する触媒を設計した。この設計に基づき9種の触媒を合成して検討したところ、そのうちの一つがベンジル位C(sp3)-H酸素酸化において近傍選択的な酸化特性を示すことが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
論文改訂のための追加実験に多大な時間を要した事情から、予定よりも進捗に遅れが出ている。事業延長を既に申し出ており、H28年度も本研究を継続する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終目標である 「配向活性化基の触媒的活用による位置選択的C(sp3)-H酸化」を目指して取り組む。上述の通り、N-ヒドロキシナフトイミド構造を有する触媒を用いることで、実施容易なベンジル位C(sp3)-H酸素酸化で一定のヒドロキシ基近傍位置選択性が発現することを既に見いだしている。今後は更なる構造調整を経て、活性・選択性ともにさらに高い触媒の創製を目指してゆく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
既に述べたとおり論文改訂における追加実験で多大な時間を要してしまい、計画よりも進捗が遅滞している。次年度も事業継続して研究を行なう申請を行なった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度は最終目標である「配向活性化基の触媒的活用」に主として取り組む。この過程で多種多様な触媒構造を合成して検討していく必要がある。ゆえに次年度使用分は、主には有機合成研究における消耗品（薬品類、溶媒、不活性ガス、ガラス器具、手袋などの保護具）に割当てる。また共通機器として利用している分析機器類（核磁気共鳴装置、質量分析装置、赤外分光装置など）、真空ポンプなどの定期メンテナンス費・修理費も計上する。国内/国際学会出席目的の旅費、論文投稿に際しての英文校閲費なども計上する。
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