反応集積化による芳香族アセチレンの高効率合成と機能の高度化

• Project Area: Organic Synthesis based on Integration of Chemical Reactions. New Methodologies and New Materials
• Project/Area Number: 24106743
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Okayama University of Science
• Principal Investigator: 豊田 真司 岡山理科大学, 理学部, 教授 (80207646)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2013: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 反応集積化 / 効率合成 / ワンポット法 / 芳香族アセチレン / 機能性物質 / 光反応 / ワンショット二重脱離反応 / Sonogashiraカップリング / 効率的合成 / アントラセン / アルキニル化 / 自己集合

Research Abstract

アレーンとアセチレンを交互に連結したパイ共役系化合物を，ワンショット二重脱離，Sonogashiraカップリング，アセチリド付加などの反応を集積して合成した。非対称ジエチニルアセン類として，9,10-ジエチニルアントラセンと5,12-ジエチニルテトラセンを相当するキノンから合成した。ワンポット法により２種類のアセチリドを順次加え，SnCl2により還元的に芳香族化すると，目的の非対称化合物が効率的に得られた。アントラセン誘導体については，ワンショット二重脱離反応を用いて，9,10-ビス（フェニルエチニル）アントラセンの構造が集積した種々のオリゴマーを合成した。合成した化合物の電子スペクトルを測定し，機能物質としてのデータを収集して，機能を高度化するための分子設計を行った。
平面形芳香族アセチレンの自己集合機能に関連して，グラファイトと液体の界面における集積様式をSTM測定により観察した．いくつかの長鎖アルキル基をもつ化合物は，界面で層状に集積し，分子間相互作用の解析から様式の特徴を明らかにした．
ジエチニルアントラセン誘導体を用いて，光照射による[4+4]環状付加の効率化を試みた。フロー装置を用いて反応を行うと，バッチ反応の場合と比べて大幅に反応が速く進行することを明らかにした。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of 2,9-Diethynylanthracene Derivatives (2014)
  • Author(s): Toyota, S.; Kawakami, T.; Iwanaga, T.
  • Journal Title: Synthesis Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient Synthesis of 9,10-Bis(phenylethynyl)anthracene Derivatives by Integration of Sonogashira Coupling and Double-Elimination Reactions. (2013)
  • Author(s): Toyota, Shinji; Mamiya, Daiki; Yoshida, Rie; Tanaka, Ryo; Iwanaga, Tetsuo; Orita, Akihiro; Otera, Junzo
  • Journal Title: Synthesis Volume: 45(8) Issue: 08 Pages: 1060-1068
  • DOI: 10.1055/s-0032-1316867
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Chemistry of Anthracene-Acetylene Oligomers XXII. Strained and Fluxional Macrocyclic Framework of Anthracene-Diacetylene Cyclic Pentamers. (2013)
  • Author(s): Yoshikawa, M.; Imigi, S.; Wakamatsu, K.; Iwanaga, T.; Toyota, S.
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 42 Issue: 5 Pages: 559-561
  • DOI: 10.1246/cl.130100
  • NAID: 10031167824
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemistry of Anthracene-Acetylene Oligomers XXIII. Molecular Structures and Stereochemistry of Anthracene-Diacetylene Cyclic Dimers Having Two Intraannular Alkoxy Groups (2013)
  • Author(s): Toyota, S.; Tsuya, T.; Iwanaga, T.
  • Journal Title: Bull. Chem. Soc. Jpn. Volume: 86 Issue: 11 Pages: 1309-1316
  • DOI: 10.1246/bcsj.20130186
  • NAID: 130004153156
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure and Dynamic Behavior of 1,8-Anthrylene-Ethenylene Cyclic Dimers (2013)
  • Author(s): Inoue, M.; Iwanaga, T.; Toyota, S.
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 42 Issue: 12 Pages: 1499-1501
  • DOI: 10.1246/cl.130765
  • NAID: 130004867842
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemistry of Anthracene-Acetylene Oligomers XXI. Structures and Stereochemistry of Chiral Anthracene-Acetylene Dimers with an Intraannular Alkoxy Group. (2013)
  • Author(s): T. Tsuya, T. Iwanaga, S. Toyota
  • Journal Title: Bull. Chem.Soc. Jpn. Volume: 86 Issue: 1 Pages: 138-145
  • DOI: 10.1246/bcsj.20120251
  • NAID: 130004153137
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Construction of Novel Molecular Architectures from Anthracene Units and Acetylene Linkers (2012)
  • Author(s): Shinji Toyota
  • Journal Title: Pure Appl.Chem. Volume: 84 Issue: 4 Pages: 917-929
  • DOI: 10.1351/pac-con-11-09-07
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tolanophane Revisited - Resolution and Racemization Mechanism of a Twisted Chiral Aromatic Compound (2012)
  • Author(s): Shinji Toyota
  • Journal Title: Eur. J. Org. Chem. Volume: なし Issue: 29 Pages: 5679-5684
  • DOI: 10.1002/ejoc.201200765
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemistry of Anthracene-Acetylene Oligomers XX: Synthesis, Structures, and Self-Association of Anthracene-Anthraquinone Cyclic Compounds with Ethynylene Linkers (2011)
  • Author(s): Iwanaga, T.; Miyamoto, K.; Tahara, K.; Inukai, K.; Okuhata, S.; Tobe, Y.; Toyota, S.
  • Journal Title: Chem. Asian. J. Volume: 5 Issue: 5 Pages: 935-943
  • DOI: 10.1002/asia.201101000
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 内側アルコキシ基をもつアントラセン-アセチレン環状二量体の構造 (2013)
  • Author(s): 津屋卓也
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県）
  • Year and Date: 2013-03-25
• [Presentation] 二重脱離反応を用いたパイ共役伸長BPEA誘導体の合成と分光学的性質 (2013)
  • Author(s): 辛島紗耶香
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県）
  • Year and Date: 2013-03-23
• [Presentation] Integrated Synthesis of Unsymmetrical 5,12-Diethynylanthracenes and Related Compounds (2013)
  • Author(s): Sugahara, K.; Nishioka, K.; Yamamoto, Y.; Iwanaga, T.; Toyota, S.
  • Organizer: The eighth International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-8)
  • Place of Presentation: Nara
• [Presentation] Synthesis and Structures of Anthracene-Diacetylene Macrocyclic Oligomers with Mesityl Groups (2013)
  • Author(s): Toyota, S.; Yoshikawa, M.; Iwanaga, T.
  • Organizer: 15th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-15)
  • Place of Presentation: Taipei
• [Presentation] Synthesis and Structure of Anthracene-Vinylene Cyclic Dimers (2013)
  • Author(s): Inoue, M.; Iwanaga, T.; Toyota, S.
  • Organizer: 15th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-15)
  • Place of Presentation: Taipei
• [Presentation] Synthesis and Photophysical Properties of π-Conjugated Anthracene Bisimide Derivatives (2013)
  • Author(s): Iwanaga, T.; Tanaka, R.; Toyota, S.
  • Organizer: 15th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-15)
  • Place of Presentation: Taipei
• [Presentation] アントラセン－アセチレンオリゴマーの化学～有機合成と分子設計の協同～ (2013)
  • Author(s): 豊田真司
  • Organizer: 第29 回若手化学者のための化学道場（広島2013）
  • Place of Presentation: 広島
  • Invited
• [Presentation] 有機立体化学：３つの宿題 (2012)
  • Author(s): 豊田真司
  • Organizer: 第６回有機π電子系シンポジウム
  • Place of Presentation: 道後温泉（愛媛県）
  • Year and Date: 2012-12-15
• [Presentation] アントラセンーアセチレン大環状オリゴマーの合成と配座解析 (2012)
  • Author(s): 豊田真司
  • Organizer: 第23回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府）
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Presentation] ビニレン架橋アントラセン環状二量体の合成と構造 (2012)
  • Author(s): 井上真隆
  • Organizer: 第23回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府）
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Presentation] アントラセンージアセチレン環状５量体の構造と動的挙動 (2012)
  • Author(s): 吉川愛美
  • Organizer: 第23回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府）
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Remarks] 岡山理科大学理学部化学科物理有機化学研究室ホームページ
  • URL: http://butuyu2.chem.ous.ac.jp/
• [Remarks] 研究室のwebページに研究内容・成果を公表
  • URL: http://butuyu2.chem.ous.ac.jp/