image: This illustration visualizes a novel electrochemical transformation in which a single carbon atom—derived from a diazo compound—is selectively inserted into the pyrrole ring via a distonic radical cation intermediate. The origami-like transformation of molecular building blocks symbolizes the precise and programmable synthesis of substituted pyridines. The reaction proceeds under electrochemical conditions without the need for external reagents, showcasing a new strategy for constructing complex aromatic molecules.
Credit: YOKOHAMA National University
横浜国立大学の信田尚毅准教授、跡部真人教授らの研究グループは、京都大学、英・バース大学、富山大学、国際医療福祉大学、東京大学の研究グループと共同で、有機化学の基本骨格のひとつであるピロール環に、炭素原子を一つ挿入してピリジン環へと変換する、新しい電気化学的反応の開発に成功しました。この反応は、電極で生成されるラジカルカチオン中間体を経由して進行し、α-Hジアゾエステルを炭素源として利用します。
特に注目すべきは、炭素挿入反応が特定の位置、すなわちpara位（対向する位置）に高い選択性を持って進行するという点です。これは、これまで前例のない反応様式であり、芳香環の精密な位置改変を可能にする技術として大きな進展となります。
さらに、実験と理論計算により、挿入位置の選び方が分子の電子構造や酸化のしやすさによって決まることも明らかにしました。本研究は、芳香環の位置選択的な改変を可能にする新たな合成技術として、今後の分子設計や創薬研究に貢献することが期待されます。
本研究成果は米国化学会の雑誌Journal of the American Chemical Society に、2025年7月15 日（日本時間）にオンライン版として発表されます。
Journal
Journal of the American Chemical Society
Article Title
Electrochemical Single-Carbon Insertion via Distonic Radical Cation Intermediates
Article Publication Date
14-Jul-2025