有機ナトリウム試薬の簡便かつ環境調和型な合成法の開発~豊富資源であるナトリウムを活用したサスティナブルな有機合成プロセスの実現へ~

2025-12-09 北海道大学

北海道大学 WPI-ICReDD と工学研究院、および英国ニューキャッスル大学・バーミンガム大学の共同研究グループは、ボールミルを用いたメカノケミカル法により、有機溶媒をほとんど使わずに有機ナトリウム試薬を直接合成する新手法を開発した。有機リチウムは有機合成に不可欠だが、リチウム資源の逼迫から代替試薬の開発が課題となっていた。研究グループは、安価で豊富な金属ナトリウムを、ボールミルの機械的エネルギーで活性化し、有機ハロゲン化物と迅速に反応させることで、空気中・室温・低溶媒という環境調和的条件下で有機ナトリウム試薬を高効率に生成することに成功した。この反応は高速かつ操作が容易で、生成物はそのまま有機合成に利用可能である。従来困難であった「金属ナトリウムから直接つくる」プロセスを確立した点で、持続可能なグリーン合成の大きな前進となり、医薬・材料化学における新たな合成基盤技術として期待される。成果は Nature Synthesis に掲載。

有機ナトリウム試薬の簡便かつ環境調和型な合成法の開発~豊富資源であるナトリウムを活用したサスティナブルな有機合成プロセスの実現へ~

メカノケミカル法を用いることで、空気下・室温で有機溶媒をほとんど使用せずに、安価な金属ナトリウムから有機ナトリウム試薬を調製し、有機合成に利用することに成功。

<関連情報>

有機ハロゲン化物の直接ナトリウム化による有機ナトリウム試薬のメカノケミカル合成Mechanochemical synthesis of organosodium compounds through direct sodiation of organic halides

Keisuke Kondo,Matthew Lowe,Nathan Davison,Paul G. Waddell,Roly J. Armstrong,Erli Lu,Koji Kubota & Hajime Ito
Nature Synthesis  Published:08 December 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s44160-025-00949-7

Abstract

Organometallic reagents are essential in organic synthesis, with organolithium compounds being most widely used. However, as lithium becomes less abundant and increasingly expensive, organosodium compounds have emerged as promising alternatives, but their use in organic synthesis is limited by their poor solubility in organic solvents, the need for pre-activated sodium sources and the necessity for highly anhydrous conditions. Here we report a mechanochemical protocol for the direct generation of organosodium compounds from cheap and shelf-stable sodium lumps and readily available organic halides under bulk, solvent-free conditions. These reactions generate an array of organosodium compounds in minutes, without special precautions against moisture or temperature control. These nucleophiles can be used directly for one-pot nucleophilic addition reactions with electrophiles and nickel-catalysed cross-coupling reactions. Furthermore, this mechanochemical approach enables the sodiation of inert C–F bonds in organic fluorides. This method is anticipated to drive progress in sodium-based synthetic chemistry.

0502有機化学製品
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