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位置およびエナンチオ選択的な付加環化反応を鍵とするキラルカーボンナノベルトの創成

Research Project

Project/Area Number 17J08763
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

會田 侑正  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsロジウム / [2+2+2]付加環化反応 / アルキン / カーボンナノベルト / シクロファン / 多環式芳香族炭化水素 / ベンゾフルベン / 不斉合成 / トリプチセン / ジヒドロナフタレン / アセナフチレン
Outline of Annual Research Achievements

本研究では主として、カチオン性ロジウム触媒を用いた位置およびエナンチオ選択的な[2+2+2]付加環化反応によるキラルカーボンナノベルト(CNB)の不斉合成を検討した。
(1)テトラインと環状ジエンとの位置およびエナンチオ選択的な[2+2+2]付加環化反応を鍵とするキラルCNBの合成
上記(1)において、モデル化合物として多環式芳香族炭化水素(PAH)およびアルキル鎖をテザーとして有するキラルシクロファンの不斉合成に取り組んだ。その結果、カチオン性ロジウム(I)/(R)-xyl-Segphos錯体触媒を用いることで、ジインとベンゾフルベンとがさまざまな長さおよび種類のアルキル鎖を介して結合した分子の[2+2+2]付加環化反応が進行し、対応するキラル大環状分子が高収率かつ完全な位置およびエナンチオ選択性にて得られた。さらに、得られたキラル大環状分子を用い、DDQおよび塩化ルテニウム一水和物/過ヨウ素酸ナトリウムによるシクロヘキサジエン部分の酸化的芳香族化によって、その光学純度(>99% ee)を損なうことなく、良好な収率にて目的のPAHを有するキラルシクロファンの合成を達成した。また得られたキラルシクロファンは、水素化ホウ素ナトリウムによってカルボニル基の1,2-還元がジアステレオ選択的に進行し、対応するπ 拡張フルオレンを有するキラルシクロファンへと良好な収率にて変換することができた。さらに、得られたキラルシクロファンの光学特性を測定した結果、その蛍光量子収率は78-82%と、これまで報告されているPAHを有するキラルシクロファンに比べて高い値であることを明らかにした。興味深いことに、本キラルシクロファンはいずれも、シクロファン化していないモデル化合物に比べて蛍光量子収率の値が極めて高く、この傾向は、これまで報告されているPAHを有するキラルシクロファンとは反対の結果であった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Enantioselective Synthesis of Distorted π-Extended Chiral Triptycenes Consisting of Three Distinct Aromatic Rings by Rhodium-Catalyzed [2+2+2] Cycloaddition2020

    • Author(s)
      Aida Yukimasa、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • Journal Title

      Chemistry - An European Journal

      Volume: 26 Issue: 14 Pages: 3004-3009

    • DOI

      10.1002/chem.201905519

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Facile Synthesis of Dibenzotetracenedione Derivatives by Rhodium-Catalyzed [2+2+2] Cycloaddition/Spontaneous Aromatization2019

    • Author(s)
      Aida Yukimasa、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • Journal Title

      Chemistry - An Asian Journal

      Volume: 2019 Issue: 10 Pages: 1823-1829

    • DOI

      10.1002/asia.201801670

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rhodium-Catalyzed Asymmetric [2 + 2 + 2] Cycloaddition of Unsymmetrical α,ω-Diynes with Acenaphthylene2018

    • Author(s)
      Aida Yukimasa、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 83 Issue: 5 Pages: 2617-2626

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b03042

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of [8]Cycloparaphenylene-octacarboxylates via Rh-Catalyzed Stepwise Cross-Alkyne Cyclotrimerization2017

    • Author(s)
      Hayase Norihiko、Miyauchi Yuta、Aida Yukimasa、Sugiyama Haruki、Uekusa Hidehiro、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 19 Issue: 11 Pages: 2993-2996

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b01231

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 不斉[2+2+2]付加環化反応によるπ拡張キラルトリプチセンおよび多環式芳香族炭化水素を有するキラルシクロファンの不斉合成2020

    • Author(s)
      會田 侑正、杉山 晴紀、植草 秀裕、柴田 祐、田中 健
    • Organizer
      日本化学会 第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Enantioselective Synthesis of Chiral Triptycene with Three Different Aromatics2019

    • Author(s)
      會田 侑正
    • Organizer
      第52回有機金属若手の会夏の学校
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Rhodium-Catalyzed Regio- and Enantioselective [2+2+2] Cycloaddition of Biphenyl-linked Diynes with Benzofulvene Derivatives2019

    • Author(s)
      Aida Yukimasa、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • Organizer
      18th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA18)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 不斉[2+2+2]付加環化反応によるπ拡張キラルトリプチセンの不斉合成2019

    • Author(s)
      會田 侑正、柴田 祐、田中 健
    • Organizer
      第30回基礎有機化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ロジウム触媒を用いた[2+2+2]付加環化/芳香族化反応によるジベンゾテトラセンジオンの合成2019

    • Author(s)
      會田 侑正、柴田 祐、田中 健
    • Organizer
      日本化学会 第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Research of Enantioselective Synthesis of a Carbon-Nanobelt via Rhodium-Catalyzed Highly Selective Cycloaddition2018

    • Author(s)
      Aida Yukimasa
    • Organizer
      第4回野依フォーラム若手育成塾
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Rhodium-Catalyzed Asymmetric [2+2+2] Cycloaddition of α, ω-Diynes with Acenaphthylene at Room Temperature2018

    • Author(s)
      Aida Yukimasa、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • Organizer
      International CLS Forum on Photo and Catalytic Science for Sustainable Society
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Rhodium-Catalyzed Asymmetric [2+2+2] Cycloaddition of α, ω-Diynes with Acenaphtylene2017

    • Author(s)
      Aida Yukimasa、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • Organizer
      17th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA17)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ロジウム触媒を用いたα,ω-ジインとアセナフチレンとの不斉[2+2+2]付加環化反応2017

    • Author(s)
      會田 侑正
    • Organizer
      第50回有機金属若手の会夏の学校
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ロジウム触媒を用いた非対称α,ω-ジインとアセナフチレンとの不斉[2+2+2]付加環化反応2017

    • Author(s)
      會田 侑正、柴田 祐、田中 健
    • Organizer
      第28回基礎有機化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ロジウム触媒を用いた[2+2+2]環化三量化反応による多官能性[8]シクロパラフェニレンの合成2017

    • Author(s)
      早瀬 升彦、宮内 祐太、會田 侑正、杉山 晴紀、植草 秀裕、柴田 祐、田中 健
    • Organizer
      第28回基礎有機化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ロジウム触媒を用いたアルキンの段階的環化三量化反応によるシクロパラフェニレンの合成2017

    • Author(s)
      早瀬 升彦、宮内 祐太、會田 侑正、杉山 晴紀、植草 秀裕、柴田 祐、田中 健
    • Organizer
      第7回 CSJ化学フェスタ2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ロジウム触媒を用いた非対称α,ω-ジインとアセナフチレンとの不斉[2+2+2]付加環化反応2017

    • Author(s)
      會田 侑正
    • Organizer
      第4回π造形科学若手研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] The Tanaka Research Group

    • URL

      http://www.apc.titech.ac.jp/~ktanaka/www/Home.html

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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