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2015 年度 実施状況報告書

フロー系マイクロリアクターを用いる光化学的新規へテロ環化合物の合成

研究課題

研究課題/領域番号 26410049
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

水野 一彦  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 客員教授 (10109879)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードフロー系マイクロリアクター / 光誘起電子移動反応 / 含窒素ヘテロ環化合物 / エキシプレックス / 分子内光環化反応 / FEPチューブ / 含酸素ヘテロ環化合物
研究実績の概要

高効率・高選択的光化学反応の開発を目的として,フロー系マイクロリアクターを用いる光環化反応を検討した。分子内に窒素または酸素を含む8種類の化合物を合成し,フロー系マイクロリアクター(1mmΦ,長さ2 mのフッ素化されたエチレンプロピレン(FEP)チューブ)とバッチ型反応器(10 mmΦのPyrexガラス管)を用いて光反応性を比較した。(1)1-シアノナフタレンの2位とビニロキシ基をエチレングリコールユニット(n=1,2)で連結した化合物のベンゼン溶液にバッチ型反応器を用いて>280 nm光を照射した。その結果,n=1 のとき,シアノナフタレンの1,2-位で環化付加した化合物が生成したが,n=2 のときは全く反応せず,原料を回収した。現在,フロー系マイクロリアクターを用いて光反応を行っている。(2)フェナントレンの9位とアニリノ基をメチレン鎖(n=2~5)で連結した化合物の光照射では,n=3 および n=5 のとき,速やかに反応が進行し,9位でアニリノ基がスピロ型に閉環した化合物が高収率で生成した。反応速度は,バッチ系では反応終了までに2時間以上要したの比べ,フロー系では10分以内で反応が完結した。一方,n=2 の場合,メチレン鎖の切断が起こり,9-メチレン-9,10-ジヒドロフェナントレンを与えた。また,n=4 では,反応が極めて遅いことがわかった。(3)N-(o-クロロベンジル)アニリンならびにo-クロロベンザルアニリンの光反応によって,フェナンスリジンの合成を試みたが,現時点では単離にいたっていない。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度につづいて出発原料の合成に若干手間取っているが,光源,シリンジポンプなど光反応の条件ならびに分離手段などはほぼ確立した。すでに,適切な光反応の条件が設定されており,ヘテロ環化合物の合成について最終年度には,多くの成果に期待がもてる。

今後の研究の推進方策

これまで合成してきた酸素や窒素で連結した化合物の分子内光環化反応を行い,構造決定を行う。また,溶媒,照射時間,反応温度などの最適化を行うとともに,フロー系マイクロリアクターとバッチ型反応容器との反応性の違いを明確にしていく。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Formation of a Trithia[5]helicene in an Unexpected Photoreaction of a Methyl-substituted Bis(dithienylethenyl)thiophene through a Double Sequence of 6π-Electrocyclization/Aromatization (Dehydrogenation/Demethylation)2016

    • 著者名/発表者名
      A. Yamamoto, Y. Matsui, E. Ohta, T. Ogaki, H. Sato, T. Furuyama, N. Kobayashi, K. Mizuno, H. Ikeda
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A. Chem.

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      doi:10.1016/j.jphotochem.2015.10.012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Polycyclic Compounds by Intramolecular Photospirocyclization and Photocycloaddition Reactions of 4-Alkenyl-1-cyanonaphthalene Derivatives2016

    • 著者名/発表者名
      H. Maeda, H. Wada, H. Mukae, K. Mizuno
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A. Chem.

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      org/ 10.1016/j.jphotochem.2016.01.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intramolecular [2+2] Photocycloaddition and Cycloreversion of Ferulic Acid Derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      H. Maeda, K. Nishimura, A. Yokoyama, A. Sugimoto, K. Mizuno, A. Hosoda, E. Nomura, H. Taniguchi
    • 雑誌名

      Rapid Commun. Photosci.,

      巻: 4 ページ: 12-15

    • DOI

      org/10.5857/RCP.2015.4.1.12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Fluorescence Domain "Excited Multimer" Formed upon Photoexcitation of Continuously-stacked Diaroylmethanatoboron Difluoride Molecules with Fused π-Orbital in Crystals2015

    • 著者名/発表者名
      A. Sakai, E. Ohta, Y. Yoshimoto, M. Tanaka, Y. Matsui, K. Mizuno, H. Ikeda
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 21 ページ: 18128-18137

    • DOI

      10.1002/chem.201503132

    • 査読あり
  • [雑誌論文] フローマイクロリアクターを利用した高効率·高選択的なジアステレオ区別有機光反応2015

    • 著者名/発表者名
      西山靖浩,水野一彦
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 73 ページ: 460-468

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 光誘起電子移動を経由するケイ皮酸ニトリルの二量化反応2016

    • 著者名/発表者名
      森下直哉,小西玄一,水野一彦
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス( 京田辺市,京都府)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] LEDを用いたレドックス光増感反応:増感剤の設計と反応2016

    • 著者名/発表者名
      小西玄一,亀井康平,水野一彦
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス( 京田辺市,京都府)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 結晶中で連続的に積層した有機ホウ素錯体の光励起で生じる新規発光種”励起マルチマー”2016

    • 著者名/発表者名
      太田英輔,酒井敦史,吉本裕一,田中未来,松井康哲,水野一彦,池田浩
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス( 京田辺市,京都府)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Emission properties of diaroylmethanatoboron difluorides controlled by the steric bulkiness of substituents2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka, A. Sakai, Y. Yoshimoto, Y. Matsui, E. Ohta, K. Mizuno, H. Ikeda
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Unique cyclization-aromatization reactions of bis(dimethylethenyl)thiophene derivatives promoted by photoinduced electron transfer2015

    • 著者名/発表者名
      A. Yamamoto, T. Ogaki, E. Ohta, Y. Matsui, K. Mizuno, H. Ikeda
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and basic properties of tetrathienonaphthalene: Photoinduced electron-transfer cyclization-dehydrogenation reactions of tetra(3-thienyl)ethane2015

    • 著者名/発表者名
      A. Yamamoto, E. Ohta, Y. Matsui, K. Mizuno, H. Ikeda
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and crystallographic studies of an angularly-fused thienobis[1]benzothiophene and its CT cocrystal with TCNQ2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ogaki, A. Yamamoto, E. Ohta, Y. Matsui, K. Mizuno, H. Ikeda
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] ケイ皮酸ニトリルとケテンシリルアセタールの増感剤テトラブチルピレンによる光誘起電子移動反応2015

    • 著者名/発表者名
      森下直哉,小西玄一,水野一彦
    • 学会等名
      基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学( 松山市,愛媛県)
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [学会発表] [2.2]パラシクロファン骨格を有するホウ素二フッ化物 β-ジケトナート錯体の結晶構造と発光特性2015

    • 著者名/発表者名
      田中未來,村岡峻祐,酒井敦史,松井 康哲,太田英輔,水野一彦,池田 浩
    • 学会等名
      基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学( 松山市,愛媛県)
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [学会発表] テトラブチルピレンを増感剤に用いたケイ皮酸ニトリルとケテンシリルアセタールとの光誘起電子移動反応2015

    • 著者名/発表者名
      森下直哉,小西玄一,水野一彦
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学杉本キャンパス( 大阪市,大阪府)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [学会発表] Photophysical properties of difluoroboron β-diketonate complex processing the [2.2]paracyclophane moiety2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka, S. Muraoka, A. Sakai, Y. Matsui, E. Ohta, K. Mizuno, H. Ikeda
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学杉本キャンパス( 大阪市,大阪府)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [図書] 有機合成実験法ハンドブック第2版2015

    • 著者名/発表者名
      水野一彦
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      丸善出版
  • [図書] Photochemistry Vol. 422015

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Mizuno
    • 総ページ数
      53
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry

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公開日: 2017-01-06  

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