電極材料の違いによって有機反応生成物の種類を制御する
Selective Functionalization of Organic Compounds Using Different Electrode Materials
有機化合物と電極間の電子移動によって進む有機電解反応は，広く酸化還元プロセスに基づく物質変換法として認識されている1）。また有機電解反応では，電極や支持電解質の種類，電流密度など一般の有機合成反応に比べると反応条件の選択肢はさらに多く，目的とする反応の成否や選択性を決定づける重要な要素となるものもある 2）。例えば最近，電極材料としてホウ素を高濃度でドープしたダイヤモンド電極を用いた新たな有機電解反応プロセスが開発され，数多くの特徴的な反応生成物が得られている3）。また，スチレンの電解酸化において，白金電極を使用した場合には相応するカルボニル化合物が主生成物となるが，同じ反応溶液において炭素電極を用いた場合には，スチレンの二量化に伴い形成されたテトラヒドロフラン誘導体に変換される4）。いずれの場合も反応系内に存在する酸素ガスが酸素供給源になって生成物に取り込まれていることが確認されている。このように，電極材料の違いによって特徴づけられた反応開発において，電極表面が単に電子の授受に寄与するだけではなく，酸素過電圧や電位窓の大きさ，基質吸着性の差などにより電子移動に伴う化学反応の多様性が制御されることが示されており，新たな化学合成法としての意義も大きい。
1） P. S. Baran et al., Chem. Rev. 2017, 117, 13230.
2） H. Xu et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 15153.
3） S. R. Waldvogel et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 2450.
4） Y. Imada, K. Chiba et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 125.
千葉一裕 東京農工大学大学院農学研究院