ポイント

●メカノケミカルクロスカップリング反応において高活性を示す新規ホスフィン配位子の開発に成功。
●従来の触媒系と比較して、より温和な反応条件下、大幅な収率の向上及び反応時間の短縮を実現。
●環境調和型の新しい物質生産プロセスの拡充並びに生産プロセスのコストダウンの実現に期待。

概要

創成研究機構化学反応創成研究拠点（WPI-ICReDD）、同大学院工学研究院の伊藤　肇教授、久保田浩司准教授らの研究グループは、ボールミルという粉砕機を用いたメカノケミカルクロスカップリング反応において高活性を示す新しい触媒を開発しました。

メカノケミカル鈴木-宮浦クロスカップリング反応は、有害な有機溶媒を用いずに様々な分子骨格を構築できるため、環境調和型の有機合成プロセスとして注目を集めています。しかし、これまでのカップリング反応では、溶液条件用の触媒・配位子に添加剤を加えて用いていたため、メカノケミカル条件では必ずしも望み通りの触媒性能が発現せず、しばしば高い反応温度が必要でした。

研究グループは、柔軟なポリエチレングリコール（PEG）鎖を結合したホスフィン配位子を用いると、メカノケミカル鈴木-宮浦クロスカップリング反応が劇的に加速することを見出しました。特に、室温に近い条件下においても、幅広い基質に対して効率良く反応が進行しました。また、これまでの研究で最適とされていたBuchwald型配位子SPhosと比較して、多くの反応例で1.5倍から50倍程度の収率向上効果が見られました。触媒のPEG鎖が、触媒が固体に取り込まれて失活することを防ぐからだと考えられます。

今後、この配位子を改良することで、超高効率かつ環境に優しい省溶媒メカノケミカル有機合成プロセスの開発が期待できます。

なお、本研究成果は、2023年3月9日（木）にJournal of the American Chemical Society誌にオンライン掲載されました。

論文名：Mechanochemistry-Directed Ligand Design: Development of a High-Performance Phosphine Ligand for Palladium-Catalyzed Mechanochemical Organoboron Cross-Coupling（メカノケミストリーを指向した配位子設計：有機ホウ素試薬を用いたパラジウム触媒メカノケミカルクロスカップリング用の高活性ホスフィン配位子の開発）
URL：https://doi.org/10.1021/jacs.2c13543

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