複雑医薬の後期誘導体化を志向したハイブリッド触媒による脱水素型Heck反応の開発

昨年度の時点で、新規触媒として、電子豊富な芳香環を有する7,7'-OMe-TPAを用いることで光触媒に依存せず、炭素―水素結合を活性化し、含窒素ヘテロ芳香環のヒドロキシアルキル化反応が進行することを見出している。本年はこの触媒系の一般性の検証と機構解析を行った。検討の結果、含窒素ヘテロ芳香環のヒドロキシアルキル化反応が進行するだけでなく、アルコールやエーテルを用いたアルキル化反応が進行することを見出した。さらに反応機構解析として紫外可視吸収スペクトルの測定を行った。その結果、有機触媒である7,7'-OMe-TPAと、基質であるイソキノリンとTFAの混合物を混ぜることで、可視光領域の吸収が増大しているということが分かった。この結果より、7,7'-OMe-TPAとイソキノリニウムをそれぞれ電子ドナー、電子アクセプターとして電荷移動錯体が形成されているということが示唆された。この結果を基に、本手法を含窒素ヘテロ芳香環の修飾反応以外に適用するべく、電子アクセプターであるイソキノリニウムの触媒化を志向した。電子アクセプター触媒として種々のイソキノリン触媒を検討したところ、1位に電子豊富な芳香環を有する触媒が最適であることを見出した。また、この触媒を用いることで、アルコールからの触媒的水素放出反応やトルエンのイミンへの付加反応といった炭素―水素結合活性化経由の反応に応用することに成功した。従来可視光を利用した炭素―水素結合活性化反応には複雑な構造を有する光触媒や金属触媒が必要であった。今年度の研究成果により比較的単純な有機分子を用いた炭素―水素結合活性化法の確立に貢献できると考えている。今年度、本研究成果を論文化し、Journal of the American Chemical Society 誌に報告した（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 6566.）。

昨年度の時点で、新規触媒として、電子豊富な芳香環を有する7,7'-OMe-TPAを用いることで光触媒に依存せず、炭素―水素結合を活性化し、含窒素ヘテロ芳香環のヒドロキシアルキル化反応が進行することを見出している。本年はこの触媒系の一般性の検証と機構解析を行った。検討の結果、含窒素ヘテロ芳香環のヒドロキシアルキル化反応が進行するだけでなく、アルコールやエーテルを用いたアルキル化反応が進行することを見出した。さらに反応機構解析として紫外可視吸収スペクトルの測定を行った。その結果、有機触媒である7,7'-OMe-TPAと、基質であるイソキノリンとTFAの混合物を混ぜることで、可視光領域の吸収が増大しているということが分かった。この結果より、7,7'-OMe-TPAとイソキノリニウムをそれぞれ電子ドナー、電子アクセプターとして電荷移動錯体が形成されているということが示唆された。この結果を基に、本手法を含窒素ヘテロ芳香環の修飾反応以外に適用するべく、電子アクセプターであるイソキノリニウムの触媒化を志向した。電子アクセプター触媒として種々のイソキノリン触媒を検討したところ、1位に電子豊富な芳香環を有する触媒が最適であることを見出した。また、この触媒を用いることで、アルコールからの触媒的水素放出反応やトルエンのイミンへの付加反応といった炭素―水素結合活性化経由の反応に応用することに成功した。従来可視光を利用した炭素―水素結合活性化反応には複雑な構造を有する光触媒や金属触媒が必要であった。今年度の研究成果により比較的単純な有機分子を用いた炭素―水素結合活性化法の確立に貢献できると考えている。今年度、本研究成果を論文化し、Journal of the American Chemical Society 誌に報告した（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 6566.）。