電子過剰系芳香環α位の求核置換反応における学術体系の構築と汎用的手法の確立

Research Project

Project/Area Number	22K05093
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	増井悠名古屋大学, 創薬科学研究科, 助教 (70714377)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	マイクロフロー / 求核置換反応 / インドール / ピロール / フラン / フロー合成 / 電子過剰系芳香環 / ヘテロ環 / カルボカチオン
Outline of Research at the Start	本研究では、インドールやフラン、ピロールを有する不安定なハロゲン化アリールメチルに対する求核置換反応に焦点を当て、基質-反応機構・反応性の相関を明らかにする。また得られる知見を基盤として、より広範な基質に対して適用可能なsp3炭素上の置換基導入法を開発する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、マイクロフロー法を活用して電子過剰系芳香環のα位sp3炭素上での求核置換反応の確立と基礎化学的知見の獲得と体系化を目指し、3年間でインドール、フラン、ピロールのα位sp3炭素上での求核置換反応を開発する。2023年度は、2022年に開発したマイクロフロー合成法による求核置換反応の基質適用範囲の検討を完了する計画である。インドール-3-メタノールおよび3-フェニル-2-フルフリルアルコールおよびそれらの類縁体を基質として、基質適用範囲の検討も実施した。種々の置換基をもつインドール-3-メタノール類縁体および2-フルフリルアルコール類縁体において、フローでの求核置換反応に適用できた。また、N求核剤（アジ化物イオン、アミン）、S求核剤（チオール、スルフィン酸イオン）、C求核剤（メルドラム酸）はいずれも求核剤として適用できた。また、さらなる基質適用範囲の拡張を志向して、インドール-3-カルバルデヒドに対するアルキルリチウムの1,2-付加～生成するアルコキシドのハロゲン化～ハロゲン化物に対する求核置換反応の３段階ワンフロー法を検討した。N-メチルインドール-3-カルバルデヒドを基質とした際、種々の条件検討の結果、アルコキシドを塩化チオニルとクラウンエーテルで20秒かけてハロゲン化した後にアミン求核剤で捕捉することによって高収率で目的物を得ることができた。N上に置換基をもたないインドール-3-カルバルデヒドを基質とした場合には、塩化チオニルのみ用いてハロゲン化した後にアミン求核剤で捕捉することによって高収率で目的物を得ることができた。本フロー反応もS求核剤（チオール、スルフィン酸イオン）やC求核剤（メルドラム酸）に適用可能であった。以上の通り、2023年度に計画していた基質適用範囲の検討は完了している。本成果によって、論文発表1件を報告した。