グリーン物質合成を志向した超原子価化合物を利用する電極メディエータ系の開発

使用高价化合物开发电极介体系统，旨在绿色材料合成

基本信息

批准号：
22H02118
负责人：
信田尚毅
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、グリーン物質合成を志向した超原子価化合物を利用する電極メディエータ系の開発に挑戦する。超原子価ヨウ素に代表される超原子価化合物は、有機合成化学における重要な反応剤であるが、その合成・発生には化学量論量の酸化剤が必要とされ、持続可能な物質合成という観点からは課題がある。一方、電気化学反応(電解反応)を利用する超原子価化合物の合成は、電気エネルギーによる末端酸化反応が可能である点で魅力的である。本申請研究は、超原子価化合物の電解発生とメディエータとしての利用を鍵とする物質合成に挑戦することで、安全性・経済性・環境調和性の電解反応システムを提案する。本年度は、まずπ拡張構造を有する超原子価ヨウ素メディエータの開発を目指し、様々なπ共役構造を有するヨードアレーンの電気化学測定を行い、その安定性を評価した。その結果、アントラセン骨格が極めて高いレドックス安定性と比較的低い酸化電位を示すことを見出し、ヨードドアントラセンを主骨格とするメディエータを設計した。特に、安定化のために置換基を導入した9-ヨード-10-メシチルアントラセンは様々な電解液組成で高いレドックス安定性を示すことを明らかとした。このメディエータを用いて電解合成を行ったところ、分子内C-Nカップリングに基づくカルバゾール構造の構築に効果的であることを見出した。さらに、電気化学的手法に基づく速度論的解析により、反応速度を定量化することにも成功した。

在这项研究中，我们将挑战自己开发一种利用过度价值化合物的电极介体系统，这些化合物朝向绿色材料合成。高价值化合物（例如高价碘）是有机合成化学中重要的反应物，但是其合成和产生需要化学计量氧化剂，并且从可持续性物质合成的角度来看，存在挑战。另一方面，使用电化学反应（电解反应）合成高价值化合物是有吸引力的，因为可以通过电能进行终端氧化反应。这项申请研究提出了一种通过挑战物质的合成来安全，经济和环保的电解反应系统，这是电解产生高价值化合物并将其用作介体的关键。今年，我们首先旨在开发具有π扩展结构的高价值碘介质，并对具有各种π共偶联的结构进行了iodoar ane的电化学测量，以评估其稳定性。结果，我们发现蒽骨骼表现出极高的氧化还原稳定性和相对较低的氧化潜力，并用碘七豆氨酸为主要骨架设计了介体。特别是，已经揭示了9- iodo-10-0-甲乙烯的持续性，并以稳定化的取代基引入，在各种电解质组合物中表现出很高的氧化还原稳定性。使用该介体进行电解合成，发现它在基于分子内C-N偶联的甲Bazole结构中有效。此外，我们成功地通过基于电化学技术的动力学分析来量化反应速率。