豊富な元素資源カリウムを活用した新しい有機合成法を開発―有機カリウムを用いる元素戦略型物質製造―

2026-07-31 京都大学

京都大学の研究グループは、資源的制約の大きいリチウムに代わり、地球上に豊富に存在するカリウムを活用した新しい有機合成法を開発した。従来、有機カリウム化合物は反応性が高く制御が難しいため実用的な合成への利用は困難と考えられていた。研究では、入手容易なアルキンから反応性の高い有機カリウム種をその場で生成し、有用な有機ホウ素化合物を効率よく合成する手法を確立した。さらに、有機リチウムでは得られにくい立体化学を実現し、有機カリウム特有の「立体化学の逆転」という新たな反応特性も発見した。この成果は、戦略元素であるリチウムへの依存を低減する元素戦略型の物質製造技術として重要であり、医薬品、機能性材料、電子材料などの有機合成への応用が期待される。研究成果は国際学術誌「Chem」に掲載された。

豊富な元素資源カリウムを活用した新しい有機合成法を開発―有機カリウムを用いる元素戦略型物質製造―
研究概要図(作成:黒木尭、ChatGPT-5.5による描画支援を利用)

<関連情報>

有機カリウムによる選択的有機合成:カリウムを⽤いるアルキンのanti-ボリル官能基化 Organopotassium for selective synthesis: Potassium-mediated anti-borylfunctionalization of alkynes

Ziwei Zhang ∙ Takashi Kurogi ∙ Hideki Yorimitsu
Chem  Published:July 29, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2026.103186

Highlights

  • Abundant potassium enables anti-selective reductive difunctionalization of alkynes
  • Flow microreactors enable regioselective unsymmetrical anti-borylfunctionalization
  • The anti-selectivity contrasts with lithium- and sodium-based syn-selectivity
  • The method enables controlled synthesis of useful alkenylboron compounds

Summary

Organopotassium compounds, though known for over a century, have rarely been utilized for organic synthesis because of their unmanageably high reactivity. We report a reductive strategy for the generation of organopotassiums from alkynes to achieve uniquely anti-selective borylfunctionalization. The anti-diboration reaction with a bulky trialkoxyborane proceeds with broad substrate scope in a conventional flask to yield the synthetically useful building blocks (E)-diborylalkenes. Flow microreactors offer precise control, enabling unsymmetrical installation of a boryl and another functional group in an anti-fashion to furnish high-value, multi-substituted alkenes with excellent regio- and stereoselectivity. Combined experimental and computational studies reveal that the potassium-induced anti-selectivity, which is opposite to the sodium-induced syn-selectivity, arises from the larger ionic radius of potassium. These findings establish a principle for stereochemical control using abundant alkali metal elements and provide efficient sustainable approaches to the synthesis of pharmaceuticals, agrochemicals, and functional materials.

0502有機化学製品
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