有機光触媒を利用した生体分子修飾反応の開発

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当該年度、「光酸化還元及びコバルト協働触媒を用いたアルケンのマルコフニコフ選択的ヒドロハロゲン化反応の開発」に取り組んだ。目的物となるハロゲン化アルキルは、医薬品や機能性材料の原料であるだけでなく、それ自体が医薬品や天然物の骨格に見られるため、合成化学において重要な化合物群の一つとして知られている。ハロゲン化アルキルの最も単純な合成法として、ハロゲン化水素を用いたアルケンのヒドロハロゲン化反応が挙げられるが、強酸性および強熱条件に起因した官能基許容性の低さが問題であった。一方、基質であるアルケンは生理活性物質中にも普遍的に含まれる構造の一つであり、生理活性物質中のアルケン部位を温和な条件下でヒドロハロゲン化することが出来れば、その後の変換によって高度に官能基化された生理活性物質の合成に展開することができる。このような背景のもと、より温和な条件下でのアルケンのヒドロハロゲン化反応の開発を目指すこととした。その結果、青色LED照射下、光酸化還元触媒とコバルト錯体触媒を組み合わせた協働触媒系を活用することにより、弱酸であるコリジンハロゲン化水素酸塩を用いた、アルケンのヒドロハロゲン化を見出した。イリジウム光酸化還元触媒、コバルト錯体触媒、脂肪族アルケン、コリジン臭化水素酸塩それぞれを、青色LED照射下反応させたところ、目的物の臭化アルキル化合物が高収率で得られた。ハロゲン化水素源を変更することで、フッ素や塩素も導入することが可能であった。本反応は、メトキシメチル、エステル、シリルエーテル、アミドなどの官能基を許容することができた。また、天然物の一種であり、生理活性物質としても働くロテノンを基質としたヒドロハロゲン化にも成功しており、本反応を実際に生理活性物質のヒドロハロゲン化に適用することができた。