爆発性のないユニークなジアゾ化剤
およびアジド化剤の開発

九州工業大学 大学院工学研究院
物質工学研究系（応用化学）
教授 北村 充2021年12月9日
1

はじめに：
ジアゾ化合物とアジド化合物について
ジアゾ化合物

アジド化合物
分子内にN2を内在

例：α-ジアゾカルボニル化合物

例：アルキルアジド，アリールアジド

2まとめ：本技術と他の技術の比較

31) 新ジアゾ化剤（IPrAP）の開発
2) ジアゾ移動反応によるジアゾ・アジド化合物の合成

ジアゾキノンの合成

非爆発性（安全）高反応性ジアゾ化剤

アジドフェノールの合成
第一級アミンからのアジドの合成

従来フェノールのジアゾ化不可能

従来フェノールの一段階（1 pot）ジアゾ化不可能
従来
求核能の低いアミンへのジアゾ移動によるアジド合成
困難
3

研究の背景（ジアゾ化合物）ー１
社会的ニーズ：ジアゾ化合物の有用性
hnO-N2ORO

カルベン

RN+N–R'ROCC R'R

R-N2
M: Rh, Cu, Pd etc.

R"α-ジアゾカルボニル化合物

OHR

R'

Wolff転位

R'RR'M
金属カルベンOOO
M saltH2O

シクロプロパン化
O

RO–HR

R"R'

H OR"

O-H挿入

（金属）カルベンを経由して様々な反応

ジアゾキノン4

研究の背景（ジアゾ化合物）ー２3

ジアゾ化合物の合成：ジアゾ移動反応（一般的合成法）
活性メチレン化合物のジアゾ化

一般的なジアゾ移動剤：スルホニルアジド

Regitz ジアゾ移動反応（代表的な合成法）

危険！
問題 1. 反応剤の安全性高い落つい感度低い分解温度11)

Impact 5 J(5 kgf x 10 cm)

M. Regitz, Chem. Ber. 1966, 99, 3128.

問題 ２. 基質一般性 （合成困難なものがある）

G. G. Hazen, L. M.
Weinstock, R. Connell, F.
W. Bollinger, Synth.
Commun. 1981, 11, 947.
5

研究の背景（アジド化合物）ー１
社会的ニーズ：有機アジドの有用性

66

研究の背景（アジド化合物）ー２アジド化合物の合成
1. 求核的アジド化（N3–)（一般的合成法） ＝＞アリールアジド合成困難

2. 求電子的アジド化（N3＋)（一段階 Ar-HのN3への置換）＝＞報告例なし

3. ジアゾ移動反応（第一級アミンへのジアゾ移動反応） ＝＞次ページで詳しく

V. J. Shiner, Jr. et al. J. Org. Chem. 1972, 37, 3567.
Metal-catalyzed Reaction: C.-H. Wong et al. Tetrahedron Lett. 1996, 37, 6029.
7

研究の背景（アジド化合物）ー３アニリンのジアゾ移動反応によるアリールアジドの合成

問題 1. 反応剤の安全性
2. 基質の一般性
3. 液体
Explosive Hazard: L. D. Tuma et al. Synlett 1996, 407.

新しいジアゾ移動剤の開発の試み（他グループ）

Q. Liu, Y. Tor, Org. Lett. 2003, 5, 2571.

先行研究で我々が開発

ジアゾ化剤[1] E. D. Goddard-Borger, R. V. Stick, Org. Lett. 2007, 9, 3797. 開発 注目(2-Azido-1,3-dimethylimidazolinium hexafluorophosphate)[2] T. M. Klapötke et al. J. Org. Chem. 2012, 77, 1760.
[3] A. R. Katritzky, et al. J. Org. Chem. 2010, 75, 6532. A. R. Katritzky, M. El Khatib, Chem. Eng. News, 2012, 90, 4.
8

研究の背景（ADMPの有用性）

C hem. R ec. 2017, 17, 653.
9

まとめ：本技術と他の技術の比較

31) 新ジアゾ化剤（IPrAP）の開発
2) ジアゾ移動反応によるジアゾ・アジド化合物の合成

ジアゾキノンの合成

非爆発性（安全）高反応性ジアゾ化剤

アジドフェノールの合成
第一級アミンからのアジドの合成

従来フェノールのジアゾ化不可能

従来フェノールの一段階（1 pot）ジアゾ化不可能
従来
求核能の低いアミンへのジアゾ移動によるアジド合成
困難10

1: 新ジアゾ化剤（IPrAP）の合成
iPr

N
iPr

Cl iPr Cl–
N
iPr

iPr

KPF6
MeCN
95%

N
iPr

iPr

NaN3
MeCN

容易に合成

87%

N
iPr

Cl iPr PF6–N
iPr

安全（分解温度以下で）–N3 iPr PF6N
iPr

IPrAP落つい感度試験
陰性（>25 J, 5 kgf x 50 cm）
摩擦感度試験
陰性（>360 N, 10 kg x 36 cm）
分解温度 〜100 °C

112-1: IPrAPを用いるフェノールのジアゾ化（ジアゾキノンの合成）
ジアゾキノン100%

IPrAPだけがジアゾ化可能

12

2-1: IPrAPを用いる種々のフェノールのジアゾ化（一般性）

13

2-2: IPrAPを用いるフェノールからアジドフェノールの合成

142-2: IPrAPを用いるジアゾ移動反応による第一級アミンのへの変換

15従来技術とその問題点
従来技術
ジアゾ化剤（N2導入剤）
既に実用化されているものは- 爆発性が高い- 液体で取り扱いにくい- ジアゾ化できる反応物に限界等の問題があり、その改善が求められていた。

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新技術の特徴・従来技術との比較
従来技術
新技術
–
iPr N3 iPr PF6ジアゾ化剤（N2導入剤）
新ジアゾ化剤NN
既に実用化されたもの:- 爆発性なし
iPr
iPr- 爆発性が高い- 固体
IPrAP- 液体で取り扱いにくい- ジアゾ化できる反応物拡張- ジアゾ化できる反応物にフェノール○限界
求核性の低いアミン○
さらに従来報告例のない芳香族の一段階アジド化をIPrAPを用い実現（アリールアジドの合成）
17想定される用途• 様々な求核剤のジアゾ化（新しいジアゾ化合物の合成）＝＞ジアゾ化合物は合成ユニット• 簡便に合成できるようになったジアゾキノンを用いた芳香族合成（医薬品，機能性材料）• 安全な有機合成・短行程化

18実用化に向けた課題• 試薬の市販化• アトムエコノミー• 分解点温度（より高く）

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企業への期待• 試薬としての販売。
• 類縁体合成の共同研究。
• 試薬開発のニーズを拾い上げられる共同研究。

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本技術に関する知的財産権•••••

発明の名称：求電子的アジド化剤又はジアゾ化剤
出願番号 ：特願2018-217951
公開番号 ：特開2019-094331
出願人：九州工業大学
発明者
：北村 充

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問い合わせ先
国立大学法人九州工業大学
オープンイノベーション推進機構 産学官連携本部
知的財産部門 コーディネーター
小柳 嗣雄（コヤナギ ツグオ）
ＴＥＬ：093-884-3499
ＦＡＸ：093-884-3531
e-mail：chizai@jimu.kyutech.ac.jp22