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

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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。