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2018 年度 実績報告書

ラジカル活性種の高次制御による革新的分子変換法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26248031
研究機関大阪府立大学

研究代表者

柳 日馨  大阪府立大学, 研究推進機構, 特認教授 (80210821)

研究分担者 福山 高英  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60332962)
植田 光洋  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (60566298)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワードラジカル反応 / 水素引き抜き反応 / カルボニル化反応 / Minisci反応 / アルケニル化反応 / アリル化反応 / 硫酸ラジカルイオン / ラジカル極性効果
研究実績の概要

最終年度にあたる本年度においては前年度までの成果を踏まえ、光照射と加熱系を用いたラジカル種の効率発生に基づく新規変換反応の開発を行った。前年度までに達成したC-H(sp3) 結合のラジカル的な活性化による官能基化のための極性効果と立体効果を基軸とした二元的方法論をメチル、メチレン、メチンを様々な環境のC-H結合を有する有機分子に適用し位置選択的なC-H/C-C変換過程を種々検討した。臭素ラジカルによる水素引き抜き反応の位置選択性をアルカンのアリル化をモデルとして検討したが、いずれの場合もメチン炭素上での高い選択性が見られた。競争過程はメチレン炭素で見られるもののメチル炭素では認められなかった。ポリオキソデカタングステートを光触媒とする水素引き抜きにおいてはメチル炭素での引き抜きも競合することから遷移状態における立体効果が大きく発現しているものと考えられる。またアルカンのMinisci反応が過硫酸カリウムの熱分解条件で良好に進行することを見出した。この反応過程では位置選択的なC-H結合の開裂を伴っており、硫酸ラジカルイオンによる水素引き抜き反応が遷移状態において極性効果を受けることを強く示唆している。光照射過程によるPd錯体を用いたラジカル的な触媒反応プロセスはヨウ化アルキルのアルケニル化とアリル化に共に有効であるが、今年度にはフォトレドックス反応系を活用しジフルオロアルキル化へと応用した。さらに光照射下でのアミンを用い、炭素ーハロゲン結合の還元に成功した。またα,βー不飽和型のアルケニルヨージドを用いるラジカル反応を高温加熱下でアミンと一酸化炭素の存在下で行い、α,βー不飽和カルボン酸アミドの合成法の開発にも成功した。既存法は遷移金属触媒を必要としているが、この方法で同等な反応過程の簡潔化を達成した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] Sorbonne University(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Sorbonne University
  • [国際共同研究] National Chiao Tung University, Taiwan(その他の国・地域)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National Chiao Tung University, Taiwan
  • [雑誌論文] Carbonylation of Alkyl Radicals Derived from Organosilicates through Visible-Light Photoredox Catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Cartier, A.; Levernier, E.; Corce, V.; Fukuyama, T.; Dhimane, A.-L.; Ollivier, C.; Ryu, I,; Fensterbank, L.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 58 ページ: 1789-1793

    • DOI

      10.1002/anie.201811858

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electron transfer-induced reduction of organic halides with amines2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama, T.; Fujita, Y.; Miyoshi, H.; Ryu, I. Kao, S.-C.; Wu, Y.-K.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 54 ページ: 5582-5585

    • DOI

      10.1039/C8CC02445F

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electron-Transfer-Induced Intramolecular Heck Carbonylation Reactions Leading to Benzolactones and Benzolactams2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama, T.; Bando, T.; Ryu, I.
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 50 ページ: 3015-3021

    • DOI

      10.1055/s-0037-1609964

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Applications of Radical Carbonylation and Amine Addition Chemistry: 1,4-Hydrogen Transfer of 1-Hydroxylallyl Radicals2018

    • 著者名/発表者名
      Matsubara, H.; Kawamoto, T.; Fukuyama, T.; Ryu, I.
    • 雑誌名

      Acc. Chem. Res.

      巻: 51 ページ: 2023-2035

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.8b00278

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of perinaphthenones through rhodium-catalyzed dehydrative annulation of 1-naphthoic acids with alkynes2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama, T.; Sugimori, T.; Ryu, I.
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 16 ページ: 7583-7587

    • DOI

      10.1039/C8OB01453A

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Theoretical Study on Radical-based Aminocarbonylation of Aryl Iodides2018

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T.; Matsubara, H.; Fukuyama, T.; Ryu, I.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 47 ページ: 1169-1171

    • DOI

      10.1246/cl.180599

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical Calculations for the 1,4-Hydrogen Shift of 1-Hydroxyallyl Radicals Leading to α-Keto Radicals; Prediction of Facilitation by 1-Amino and 3-Tin Substituents2018

    • 著者名/発表者名
      Matsubara, H.; Kawamoto, T.; Fukuyama, T.; Ryu, I.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 47 ページ: 1197-1199

    • DOI

      10.1246/cl.180522

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Recent Advances in Site-Selective C-H Functionalization by Radicals2018

    • 著者名/発表者名
      I. Ryu
    • 学会等名
      三井化学触媒科学 seminar, 日本化学会 Festa, 2018.10.23 東京, 日本
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent Advances in Radical-Based Site-Selective C(sp3)-H Functionalization2018

    • 著者名/発表者名
      I. Ryu
    • 学会等名
      The 13th International Symposium on Organic Reactions (ISOR-13), 2018.11.23.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Advances in Site-Selective C(sp3)-H Functionalization by Radicals,2018

    • 著者名/発表者名
      I. Ryu
    • 学会等名
      EUCHEM Conference on Radical Reaction, Marseille, France, 2018.6.20.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Advances in Radical-Based Selective C(sp3)-H Functionalization2018

    • 著者名/発表者名
      I. Ryu
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Organic Chemistry GDUT, Guangzhou, China, November 8-9, 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Advances in Radical-Based Site-Selective C(sp3)-H Functionalization2018

    • 著者名/発表者名
      I. Ryu
    • 学会等名
      Mini-Symposium on Radical Chemistry in Organic Synthesis, University of Science and Technology of China October 12, 2018
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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