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本研究は、光エネルギーを活用した高反応性化学種の発生と反応制御に基づく新規分子変換手法の開発を主題として研究を展開した。具体的には、申請者がこれまで取り組んできたアシルシランの光異性化によるカルベン生成を利用した分子変換反応を起点とし、１）可視光増感三重項エネルギー移動に基づく新規なカルベン生成法の開拓と合成反応への利用、２）光と金属種の協働作用に基づくアシルシランと各種有機分子との分子間カップリング反応の開発、３）光誘起電子移動を利用したケイ素置換イミン類からの新規ラジカル発生法の開拓と反応制御、について研究を展開した。
その結果、１）については効率的なエネルギー移動を実現する触媒系を発見し、直接励起法では重大な副反応を伴うアシルシラン類を基質としても効果的にカルベン生成を実現することに成功した。これによりアシルシラン類のカルベン前駆体としての合成化学的利用価値を高めることができた。
２）については、適切な銅触媒の存在下でアシルシランとN-アルキルイミンとの混合物に光照射を行うと、アゾメチンイリド型反応中間体を経由すると考えられる新規なアミド形成反応が実現できることを見出した。この反応に関しては、領域内共同研究を実施し、反応機構の詳細をほぼ明らかにすることに成功した。また、パラジウム触媒と光との協働作用に基づくアシルシランとアリルアルコール誘導体との触媒的なカップリング反応の実現にも成功した。これらの結果は遷移金属種を適切に活用することにより、アシルシランの光化学を活用する合成化学の飛躍的発展が可能であることを示唆する。
３）については、２つのシリル基をもつイミンから連続的に炭素ラジカルを生成させるハイブリッド触媒系の創出に成功した。これにより同一炭素上に二度ラジカル種を発生させることが可能となり、二種のアルケン類とのドミノ型炭素ー炭素結合形成を実現することができた。
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