多くの有機分子は,その表面を炭素-水素結合(以下,C-H結合と表記)によって覆われている.そのためこれを活性化して直接変換する反応は,分子を事前に官能基化する必要がないため原子効率にきわめて優れており,有機合成反応として理想的である.そのような観点からC-H結合の直接変換反応の開発は,近年世界中で最も活発に研究されている研究領域の1つであり,不飽和化合物への付加反応や,有機ハロゲン化物や有機金属反応剤とのカップリング反応などが相次いで報告されている.しかしながら,それらのほとんどがルテニウム,ロジウム,パラジウム触媒を用いるもので,反応性の低いC-H結合を活性化するために100℃以上の比較的過酷な反応条件を必要とする.本研究では,基質の配位性元素にルイス酸触媒を作用させることによって従来不活性なC-H結合を活性化し,これを穏和な条件下,切断・変換する新しい遷移金属触媒反応の開発を行っている.本年度は,ピリジンの2位C-H結合をニッケル/ルイス酸協同触媒によって活性化し,アルキンを挿入させる反応を開発した.ここでは,ピリジンの窒素をルイス酸触媒に配位させることによって,2位C-H結合の反応性を触媒的に向上させ,ニッケル触媒がこれを活性化したものと考えている.用いるルイス酸触媒のルイス酸性の違いによって,挿入するアルキンの分子数をコントロールできることもわかった.ピリジンの2位C-H結合を直接変換する従来の遷移金属触媒反応は,いずれも150℃以上の過酷な条件を必要としたり,基質適用範囲に制限があったが,本ニッケル/ルイス酸協同触媒反応は,50℃程度の穏和な条件で進行するうえ,官能基許容性もきわめて高い.