ビスマスによる脱水素型クロスカップリング反応の開発とその応用研究

本研究では、医薬品に含まれるほど極めて安全かつ安価な元素である典型金属ビスマス(Bi)を利用した触媒反応を開発する。特に、非常に難易度の高い、異なる相手と化学・位置選択的に反応させる脱水素型クロスカップリング(CDC)反応を開発して、反応機構と適用範囲を明らかにする。また、本法を用いて創薬におけるケミカルスペースの拡張が期待されているビアリール骨格を合成して、同骨格のライブラリの拡充に貢献する。

極めて安全で安価な元素である典型金属ビスマス(Bi)は、毒性の高い遷移金属にとってかわる新たな元素であり、それを触媒とした反応開発が近年注目されている。これまでBiは、酸化還元触媒としての機能はほとんど知られていないことから、本研究ではBiを触媒とする脱水素型クロスカップリング（CDC）反応の開発に取り組んだ。その結果、ビスマストリフラート―酸素条件により3-ヒドロキシカルバゾールと2-ナフトールのCDC反応の開発に成功した。本反応は、多様な基質にも適用できることを明らかにし、全２１種、最大９４%収率で目的のカップリング生成物を得た。

本研究は、これまで酸化還元機能はほとんど知られていない典型金属ビスマスを酸化還元触媒として利用できることを示し、ビスマス化学の発展に貢献した。さらに、今回開発したビスマス触媒反応は、入手容易なBiを用いて、安全で効率よくビアリール化合物ライブラリを拡充できることから、新たなケミカルスペースを提供することで創薬化学の発展への貢献が期待される。