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2021 年度 実績報告書

ハイブリッド型メカノレドックス触媒系による固体有機合成

公募研究

研究領域分子合成オンデマンドを実現するハイブリッド触媒系の創製
研究課題/領域番号 20H04795
研究機関北海道大学

研究代表者

久保田 浩司  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60824828)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードメカノケミストリー / ボールミル / 圧電材料 / レドックス反応 / ハイブリッド触媒 / 固体反応 / アリール化反応
研究実績の概要

昨年度、我々が独自に開発した圧電材料とボールミルを用いるメカノレドックス触媒系を用いることで、固体状態で進行するCHトリフルオロメチル化反応の開発に成功した(K. Kubota, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 22570)。本年度は、昨年度の成功に引き続き、さらなるメカノレドックス触媒系の一般性を確立するため、ジアリールヨード二ウム塩の一電子還元によるCHアリール化反応の開発を検討した。その結果、ジアリールヨード二ウム塩を圧電材料とともにボールミルすることで、対応するアリールラジカルが生成することを見出した。フランやピロールなどをボールミル中に共存させておくと、目的とするCHアリール化体が良好な収率で得られた。この反応は溶液中でのフォトレドックス触媒を用いても進行することが知られているが、メカノレドックス触媒系を用いることで大幅な反応時間の短縮を実現した。また、種々のジアリールヨード二ウム塩のCVを測定することにより、このメカノレドックス触媒系の還元能について調査した。これらの検討に加え、アリールスルホニウム塩の一電子還元をメカノレドックス触媒系を用いて検討した。アリールスルホニウム塩は、CH官能基化をはじめ様々な方法で合成可能であり、合成化学的に有用な中間体である。これまではフォトレドックス触媒を用いて活性化することが一般的である。本研究では、メカノレドックス触媒系を用いて種々のアリールスルホニウム塩の一電子還元を検討した結果、低収率ながら目的の反応が進行することを見出した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Insight into the Reactivity Profile of Solid-State Aryl Bromides in Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reactions Using Ball Milling2022

    • 著者名/発表者名
      Kubota Koji、Ito Hajime、Kondo Keisuke、Seo Tamae
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1055/a-1748-3797

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient access to materials-oriented aromatic alkynes via the mechanochemical Sonogashira coupling of solid aryl halides with large polycyclic conjugated systems2022

    • 著者名/発表者名
      Gao Yunpeng、Feng Chi、Seo Tamae、Kubota Koji、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 13 ページ: 430~438

    • DOI

      10.1039/D1SC05257H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid‐State C-N Cross‐Coupling Reactions with Carbazoles as Nitrogen Nucleophiles Using Mechanochemistry2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota Koji、Endo Tsubura、Uesugi Minami、Hayashi Yuta、Ito Hajime
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 15 ページ: e202102132

    • DOI

      10.1002/cssc.202102132

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Solid-State Polyfluoroarylation of Aryl Halides Using Mechanochemistry2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Rikuro、Seo Tamae、Kubota Koji、Ito Hajime
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 11 ページ: 14803~14810

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c03731

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanochemical synthesis of magnesium-based carbon nucleophiles in air and their use in organic synthesis2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Rina、Hu Anqi、Gao Pan、Gao Yunpeng、Pang Yadong、Seo Tamae、Jiang Julong、Maeda Satoshi、Takaya Hikaru、Kubota Koji、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 6691

    • DOI

      10.1038/s41467-021-26962-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of hydrosilylboronates via the monoborylation of a dihydrosilane Si?H bond and their application for the generation of dialkylhydrosilyl anions2021

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Takumi、Shishido Ryosuke、Kubota Koji、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 12 ページ: 11799~11804

    • DOI

      10.1039/D1SC01440D

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of Chiral α-Amino Tertiary Boronates via the Catalytic Enantioselective Nucleophilic Borylation of Dialkyl Ketimines2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota Koji、Miura Daiyo、Takeuchi Takumi、Osaki Shun、Ito Hajime
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 11 ページ: 6733~6740

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c01689

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Introduction of a Luminophore into Generic Polymers via Mechanoradical Coupling with a Prefluorescent Reagent2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota Koji、Toyoshima Naoki、Miura Daiyo、Jiang Julong、Maeda Satoshi、Jin Mingoo、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 ページ: 16003~16008

    • DOI

      10.1002/anie.202105381

    • 査読あり
  • [学会発表] 空気下における有機マグネシウム試薬のメカノケミカル合成と有機合成への応用2022

    • 著者名/発表者名
      久保田 浩司
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] ミクロとマクロをつなぐメカノ合成化学2022

    • 著者名/発表者名
      久保田 浩司
    • 学会等名
      ハイブリッド触媒-分子合成オンデマンドを実現するハイブリッド触媒系の創製- 若手道場オンライン
    • 招待講演
  • [学会発表] General synthesis of trialkylsilylboranes and their use as silicon nucleophiles2021

    • 著者名/発表者名
      Koi Kubota, Ryosuke Shishido, Minami Uesugi, Rikuro Takahashi, Tsuyoshi Miya, Tatsuo Ishiyama, Hajime Ito
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • [学会発表] Mechanoredox catalysis for small organic molecule activation2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Kubota, Yadong Pang, Akira Miura, Hajime Ito
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 招待講演
  • [学会発表] 固体メカノケミストリー -有機合成の刷新を目指して-2021

    • 著者名/発表者名
      久保田 浩司
    • 学会等名
      日本プロセス化学会2021 ウィンターシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 物理的な力を駆動力とする有機合成反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      久保田 浩司
    • 学会等名
      第七回北海道大学部局横断シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Introduction of a Luminophore Into Generic Polymers via Mechanoradical Coupling Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kubota, N. Toyoshima, D. Miura, J. Julong S. Maeda, J. Mingoo, H. Ito
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] メカノケミカル固体有機合成:進展と展望2021

    • 著者名/発表者名
      久保田 浩司
    • 学会等名
      第三回有機化学学生ウェビナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanochemistry for Molecular Synthesis2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Kubota
    • 学会等名
      Kanazawa University Sakigake Project 2020 Seminar: 4th Ohmiya Lab and Takeda Virtual Symposium
    • 招待講演
  • [学会発表] Tackling Solubulity Issues in Organic Synthesis2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Kubota
    • 学会等名
      Joint Symposium of Engineering Information Science WPI-ICReDD in Hokkaido University
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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