\持続可能な触媒反応に一歩前進!/ 典型元素ガリウムによる遷移金属型反応で ヨウ化アリールの光活性化に成功-典型元素を基盤とする結合活性化の新戦略ー

2026-07-02 大阪大学

大阪大学の研究グループは、典型元素であるガリウム(13族元素)が可視光照射下で、従来はパラジウムやニッケルなどの遷移金属に特有と考えられていたヨウ化アリールの酸化的付加反応を実現することに世界で初めて成功した。研究では、フェナレニル型レドックス活性配位子を有する1価ガリウム錯体に青色LED光を照射すると、励起状態と基底状態のガリウム種の間で電子移動が起こる光誘起不均化反応によりラジカルイオン対が生成し、この活性種が炭素-ヨウ素結合を切断して酸化的付加を進行させる新しい反応機構を解明した。さらに、電子供与性置換基を有する反応性の低い基質や立体障害の大きいヨウ化アリールにも適用できることを示し、高い汎用性を確認した。本成果は、希少で高価な遷移金属に依存しない持続可能な触媒反応の新たな設計指針を提示するものであり、アルミニウムやインジウムなど他の典型元素への展開や、低環境負荷な有機合成・分子変換技術への応用が期待される。

\持続可能な触媒反応に一歩前進!/ 典型元素ガリウムによる遷移金属型反応で ヨウ化アリールの光活性化に成功-典型元素を基盤とする結合活性化の新戦略ー
図. ガリウム(Ga)(I)錯体上で進行するヨウ化アリールの光誘起酸化的付加反応

<関連情報>

光誘起不均化反応により、ガリウム(I)中心へのアリールヨウ化物の酸化的付加が可能になる Photoinduced Disproportionation Enables Oxidative Addition of Aryl Iodides at a Gallium(I) Center

Nijito Mukai,Sota Iwasaki,Manaya Kawasaki,Ryohei Kishi,Manabu Abe,Takuya Kodama,and Mamoru Tobisu
Journal of the American Chemical Society  Published: July 2, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.6c08303

Abstract

Oxidative addition at transition metals underpins modern cross-coupling reactions but remains largely unrealized at main-group centers for aryl halides. Here, we show that photoinduced disproportionation can serve as an enabling strategy for such transformations. Visible light promotes the oxidative addition of aryl iodides to a Ga(I) metallylene, providing, to our knowledge, the first example of aryl C–I activation at a group 13 center. Mechanistic studies suggest that this transformation is not consistent with direct excited-state reactivity with the Ga(I) complex. Instead, photoexcitation generates a triplet state of gallylene that undergoes intermolecular electron transfer with ground-state gallylene, triggering disproportionation to a reactive radical ion pair. This radical ion-pair manifold, which is enabled by ligand-centered redox ambivalence, provides a viable pathway to bond activation. These findings suggest that photoinduced disproportionation could represent a distinct activation mode for achieving transition-metal-like oxidative addition at main-group elements.

0502有機化学製品
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