不溶性有機化合物の自在化学変換を可能とする革新的メカノケミカル合成

创新的机械化学合成，可实现不溶性有机化合物的灵活化学转化

基本信息

批准号：
21H01926
负责人：
久保田浩司
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

従来の有機合成では、有機溶媒を用いて溶液の状態で行うことが一般的である。しかし、この方法では溶媒に溶けない化合物は原理的に扱うことができない。本研究では、不溶性化合物は有機反応に用いることができない、という有機合成化学のボトルネックを解決する革新的固体有機合成を確立し、未踏のケミカルスペースを切り拓くことを目的とする。具体的には、ボールミルという粉砕機を用いるメカノケミカル法を活用することで、様々な不溶性基質の固体有機化学反応を検討する。研究期間の二年目にあたる本年度では、固体状態で進行するパラジウム触媒を用いたホウ素化反応(Beilstein J. Org. Chem. 2022, 18, 855.)、有機カルシウム試薬のメカノケミカル合成とクロスカップリングへの応用(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202207118.)、有機マンガン試薬のメカノケミカル合成と有機合成反応への応用(Chem. Sci. 2023, 14, 499.)、固体状態で進行する開環型フッ素化(Synlett 2023, Just Accepted.)、ポリマー添加による固体クロスカップリングの加速効果の発見(Faraday Discuss. 2023, 241, 104.)および固体クロスカップリング反応に特化したオリジナル触媒の開発に成功した(J. Am. Chem. Soc 2022, 13, 430.)。これらの反応は、幅広い固体基質に適用可能であり、特に難溶性化合物との反応も効率良く進行した。今後は、これらの反応を活用およびさらなる新反応を開発することで、溶液系では合成できない新しい機能性材料の合成へと展開していく。

传统的有机合成通常使用有机溶剂以溶液的形式进行。然而，原则上该方法不能处理不溶于溶剂的化合物。本研究的目的是建立一种创新的固态有机合成方法，解决有机合成化学中不溶性化合物无法用于有机反应的瓶颈，开辟一个未被探索的化学空间。具体来说，我们将使用称为球磨机的破碎机，利用机械化学方法研究各种不溶性基质的固态有机化学反应。今年，即研究期的第二年，将重点关注使用固态钯催化剂的硼化反应（Beilstein J. Org. Chem. 2022, 18, 855.）、机械化学合成和有机钙试剂的交叉偶联申请（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202207118.），有机锰试剂的机械化学合成及其在有机合成反应中的应用（Chem. Sci. 2023, 14, 499.），固态下进行的开环氟化（Synlett 2023，刚刚接受。），发现聚合物添加对固体交叉耦合的加速作用（Faraday Discuss. 2023, 241, 104.）并成功开发了一种专门用于固态交叉偶联反应的原创催化剂（J. Am. Chem. Soc 2022, 13, 430.）。这些反应适用于多种固体基质，特别是与难溶性化合物的反应可以有效进行。未来，通过利用这些反应并开发进一步的新反应，我们将开发在溶液体系中无法合成的新功能材料的合成。