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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01926/
• 关键词: メカノケミストリー; クロスカップリング; 固体反応; ボールミル; データ科学; メカノケミカル合成; ナノグラフェン; 不溶性化合物

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。

Youdaoplaceholder0 is used for <s:1> organic synthesis で で, organic solvents を are used in the <s:1> て solution <e:1> state で to perform う う とが とが in general である. The に う, <s:1>, <s:1> method で, で solvent に, けな, <s:1> compound で principle に, う, う, とがで, な, な. This study で は, insoluble compounds は organic anti 応 に with い る こ と が で き な い, と い う organic synthetic chemistry の ボ ト ル ネ ッ ク を solve す る innovative し を established solid organic synthesis, not tread の ケ ミ カ ル ス ペ ー ス を cut り billiton く こ と を purpose と す る. Specific に は, ボ ー ル ミ ル と い う powder 砕 machine を with い る メ カ ノ ケ ミ カ を ル method use す る こ と で, others 々 な insoluble substrate の solid organic chemistry anti 応 を beg す 検 る. の for two years during the study eye に あ た る this year で は, solid state で す る パ ラ ジ ウ ム catalyst を with い た ホ ウ element change against 応 (Beilstein j. Org. Chem. 2022, 18, 855.), organic カ ル シ ウ ム try 薬 の メ カ ノ ケ ミ カ ル synthetic と ク ロ ス カ ッ プ リ ン グ へ の 応 use (Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, Try e202207118.), organic マ ン ガ ン 薬 の メ カ ノ ケ ミ カ ル synthetic と organic synthesis the 応 へ の 応 use (Chem. Sci., 2023, 14, 499.) and solid state で す る open-loop type フ ッ element is changed (Synlett 2023, Just Accepted), ポ リ マ ー add に よ る solid ク ロ ス カ ッ プ リ ン グ の accelerate unseen fruit の 発 see (Faraday Discuss. 2023, 241, 104.) お よ び solid ク ロ ス カ ッ プ リ ン グ anti 応 に specialized し た オ リ ジ ナ ル catalyst の open 発 に successful し た (j. Am. Chem. Soc, 2022, 13, 430.). こ れ ら の anti 応 は, picture hiroo い solid substrate に may apply で あ り, に difficult soluble compounds と の anti 応 も く sharper rate good for し た. Future は, こ れ ら の anti 応 を use お よ び さ ら な る new anti 応 を open 発 す る こ と で, solution で は synthetic で き な new し い い の functional materials synthesis へ と expand し て い く.

项目成果

Insight into the Reactivity Profile of Solid-State Aryl Bromides in Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reactions Using Ball Milling

• DOI: 10.1055/a-1748-3797
• 发表时间: 2022-06-01
• 期刊: SYNLETT
• 影响因子: 2
• 作者: Kubota, Koji;Kondo, Keisuke;Ito, Hajime
• 通讯作者: Ito, Hajime

Solid‐State C-N Cross‐Coupling Reactions with Carbazoles as Nitrogen Nucleophiles Using Mechanochemistry

使用机械化学与咔唑作为氮亲核试剂进行固态 C-N 交叉偶联反应

• DOI: 10.1002/cssc.202102132
• 发表时间: 2021
• 期刊: ChemSusChem
• 影响因子: 8.4
• 作者: Kubota Koji;Endo Tsubura;Uesugi Minami;Hayashi Yuta;Ito Hajime
• 通讯作者: Ito Hajime

Solid-state Silver-catalyzed Ring-opening Fluorination of Cyclobutanols Using Mechanochemistry

利用机械化学进行固态银催化环丁醇开环氟化

• DOI: 10.1055/a-2021-9599
• 发表时间: 2023
• 期刊: Synlett
• 影响因子: 2
• 作者: Isshiki Ryota;Kubota Koji;Ito Hajime
• 通讯作者: Ito Hajime

マクロとミクロをつなぐメカノ有機合成

连接宏观与微观的机械有机合成

• 发表时间: 2023
• 作者: 笠原ののか;芳野 遼;笹木健太;大谷 亮;大場正昭;久保田浩司
• 通讯作者: 久保田浩司

Introduction of a Luminophore Into Generic Polymers via Mechanoradical Coupling Reactions

通过机械自由基偶联反应将发光体引入通用聚合物

• 发表时间: 2021
• 作者: K. Kubota;N. Toyoshima;D. Miura;J. Julong S. Maeda;J. Mingoo;H. Ito
• 通讯作者: H. Ito