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2014 年度 実績報告書

フォトレドックス触媒が拓くラジカル的分子変換新戦略

研究課題

研究課題/領域番号 26288045
研究機関東京工業大学

研究代表者

穐田 宗隆  東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (50167839)

研究分担者 小池 隆司  東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (30451991)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード合成化学 / 光化学 / 触媒反応
研究実績の概要

今年度はフォトレドックス触媒系によるオレフィン類のフルオロ官能基化に重点的に取り組んだ結果、いずれもすでに論文や特許で報告しているように、(1)アルケン酸のジアステレオ選択的CF3置換ラクトンの合成、(2)二及び三置換オレフィン類のC-H結合の直接的トリフルオロメチル化、(3)トリフルオロメチル化とDMSO酸化を組み合わせたオレフィン類のβ-エチルケトンへの転換反応、(4)関連するジフルオロメチル化反応を開発した。いずれも化石燃料を全く使わずに、可視光(太陽光)照射のみによって進行する、環境に負荷を与えない非常にグリーンな反応系であり、招待講演の件数からも明らかなように、多くの化学者の関心を集める一方で、この領域を牽引する研究グループとなっている。また、これらのフルオロアルキル化反応は、脂溶性や極性を大きく変える効果があり、医農薬品の誘導体化に有効とされる手法であり、新反応開発という観点のみならず、医薬品開発の点からも重要である。このように学問的な側面ばかりだけではなく、実用的な面からも高く評価されている新規触媒反応系である。

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

今年度は、発表論文数(4報)およびAngew. Chem.誌を含む有力雑誌に成果を報告できたことや得られた成果について多数の招待講演を実施したこと、さらには2件の特許出願をしたことからも明らかなように、当初の計画以上に進展していることは明らかである。

今後の研究の推進方策

従来の研究を推進するとともに、以下の点も視野に入れてフォトレドックス触媒系による新反応開拓に取り組む。
(1)トリフルオロメチル化反応以外のジフルオロメチル化などのフルオロアルキル化反応、(2)フッ素化以外の官能基化ならびに、それに適した前駆体の開発、(3)窒素、酸素、硫黄アドのヘテロ原子を含む官能基の導入、(4)不斉反応、(5)アセチレン類のフルオロアルキル化を経る多置換オレフィン類の合成などを主な研究ターゲットとして考えている。

次年度使用額が生じた理由

当初は基本反応理系の開発とその適用範囲の調査を目的として研究を開始したが、計画していた反応がほとんどすべて進行したために、今年度は、反応の基本類型の確立に終始する結果となった。そのため、すでに研究室で保有している消耗品で研究を実施することができたが、次年度は適用可能範囲の調査を行うことになるため、紳士の試薬や消耗品を購入する必要が出てくる。

次年度使用額の使用計画

上記の通り開発した反応の適用範囲を調査するために、様々な置換基が導入された試薬を購入ないし合成する必要が生じるために、試薬購入、ガラス器具、測定料金などに使用する計画である。

備考

研究紹介を含めた研究室紹介のウェブサイト

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Hydroaminomethylation of Olefins with Aminomethyltrifluoroborate by Photoredox Catalysis2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Miyazawa, Takashi Koike, and Munetaka Akita
    • 雑誌名

      Adv. Synth. Cat.

      巻: 356 ページ: 2749 - 2755

    • DOI

      10.1002/adsc.201400556

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Combining Photoredox-Catalyzed Trifluoromethylation and Oxidation with DMSO: Facile Synthesis of α-Trifluoromethylated Ketones from Aromatic Alkenes2014

    • 著者名/発表者名
      Ren Tomita, Yusuke Yasu, Takashi Koike and Munetaka Akita
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 53 ページ: 7144-7148

    • DOI

      10.1002/anie.201403590

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct C–H trifluoromethylation of di- and tri-substituted alkenes by photoredox catalysis2014

    • 著者名/発表者名
      Ren Tomita, Yusuke Yasu, Takashi Koike and Munetaka Akita
    • 雑誌名

      Beilstein J. Org. Chem.

      巻: 10 ページ: 1099-1106

    • DOI

      10.3762/bjoc.10.108

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly Regio- and Diastereo-Selective Synthesis of CF3-Substituted Lactones via Photoredox-Catalyzed Carbolactonization of Alkenoic Acids2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yasu, Yusuke Arai, Ren Tomita, Takashi Koike, and Munetaka Akita
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 16 ページ: 780 - 783

    • DOI

      10.1021/ol403500y

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] フォトレドックス触媒反応:太陽光で進む触媒的有機反応の開発2014

    • 著者名/発表者名
      穐田宗隆、小池隆司
    • 学会等名
      第47回酸化反応討論会
    • 発表場所
      崇城大学市民ホール(熊本県・熊本市)
    • 年月日
      2014-11-14 – 2014-11-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Photoredox Catalysis: A Green Access to Radical Chemistry2014

    • 著者名/発表者名
      穐田宗隆
    • 学会等名
      有機金属および配位化学に関する日韓合同シンポジウム
    • 発表場所
      さくらホール、東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2014-10-23 – 2014-10-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Photoredox Catalysis: Organic Synthesis Promoted by Visible Light2014

    • 著者名/発表者名
      Munetaka Akita
    • 学会等名
      Europe-Japan Joint Forum; Inorganic Chemistry and Its Interfaces
    • 発表場所
      ストラスブール(フランス)
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-17
    • 招待講演
  • [学会発表] フォトレドックス触媒反応:太陽光で進む有機反応の開発2014

    • 著者名/発表者名
      穐田宗隆
    • 学会等名
      第114回触媒討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島県・東広島市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Trifluoromethylation by Sunlight-promoted photoredox Catalysis2014

    • 著者名/発表者名
      Munetaka Akita and Takashi Koike
    • 学会等名
      Molecular Complexity in Modern Chemistry (MCMC-2014)
    • 発表場所
      モスクワ(ロシア)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Trifluoromethylation by Photoredox Catalysis2014

    • 著者名/発表者名
      Munetaka Akita and Takashi Koike
    • 学会等名
      The 248th American Chemical Society Meeting & Exposition
    • 発表場所
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • 年月日
      2014-08-12 – 2014-08-12
    • 招待講演
  • [図書] Visible-Light-Induced Redox Reactions by Ruthenium Photoredox Catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Koike and Munetaka Akita
    • 総ページ数
      25
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 穐田・吉沢研究室

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/~smart/smartj.html

  • [産業財産権] ジフルオロメチル基含有アルコールの製造方法2015

    • 発明者名
      新井悠亮・小池隆司・穐田宗隆
    • 権利者名
      新井悠亮・小池隆司・穐田宗隆
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-045831
    • 出願年月日
      2015-03-09
  • [産業財産権] 1,2-アミノアルコール骨格を持つ化合物の製造方法2014

    • 発明者名
      宮澤和己・小池隆司・穐田宗隆
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-241563
    • 出願年月日
      2014-11-27

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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