2015 Fiscal Year Annual Research Report
非平衡開放系を利用する反応集積化による精密合成反応の開発
| Project Area | Middle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis. |
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| Project/Area Number |
15H05845
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松原 誠二郎 京都大学, 工学研究科, 教授 (90190496)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅野 圭佑 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90711771)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | フロー・マイクロ / 有機亜鉛 / 有機分子触媒 / ペンタピリン / 重水素 / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
反応集積化に基づいた中分子戦略に対する精密有機合成反応を開発することを試みた。反応集積化としては，特に空間集積化であるフロー・マイクロ法を活用するが，その特長の中で基質と反応生成物の空間的分離を活かす非平衡開放系としての利点に注目して研究を推進した。現時点で，具体的には以下の４項目の中分子戦略において初期的な結果を得ている。1) 多数の芳香環が置換したアリル亜鉛，アルケニル亜鉛の一挙構築法の開発: メチレン炭素に二個の亜鉛原子が置換した二亜鉛メチレンは，反応性を集積した化合物でもある。ここにジアリールアルキンとヨウ化アリールニッケル触媒存在下作用させると，トリアリールアリル亜鉛が，パラジウム触媒／コバルト触媒を作用させると，トリアリールアルケニル亜鉛が選択的に得られた。2) シアノヒドリン－不斉マイケル付加による多置換環状エーテルの一挙不斉構築法の開発: 二官能基性アミノチオウレア触媒をζ－ケト不飽和ケトンにアセトンシアノヒドリン存在下作用させると，二カ所の不斉中心を完全に制御し，光学活性６員環エーテルを合成できることを見いだした。本法は，中分子糖類縁体等に利用できる。3) 新規中分子材料としてのペンタピリン誘導体の合成: ペンタピロールの酸化により得られるペンタピリンは，螺旋状分子であり，種々の光学電気的特性が期待できる。今回この化合物の合成を検討し，さらに種々の誘導体に変換を試みている。4) 重水素化化合物の合成: SRSイメージングへの利用が期待される重水素化化合物の精密合成を検討している。既に遷移金属触媒による重水素導入反応を開発しているが，生体関連化合物への適用を検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記概要に関しては，ほぼ目標に向けて成果をだしつつあるが，各項目に関して以下の問題が生じている。
1) 多数の芳香環が置換したアリル亜鉛，アルケニル亜鉛の一挙構築法の開発: パラジウム触媒／コバルト触媒を作用させると，トリアリールアルケニル亜鉛の反応性が期待程高くない。
2) シアノヒドリン－不斉マイケル付加による多置換環状エーテルの一挙不斉構築法の開発: 生成している光学活性６員環エーテルの生成機構を完全に説明できていない。
3) 新規中分子材料としてのペンタピリン誘導体の合成: ペンタピロールの合成をフロー・マイクロ法で行っているが，収率の向上が劇的ではない。
4) 重水素化化合物の合成: 糖類の重水素化を行い成果を得たが，一級アルコールの置換した炭素上の重水素化は完全に進行するものの二級アルコー部分の保護が必要である。
以上のように計画した分子変換はおおむね達成しつつあるものの中分子合成のための方法論としては，生産性の見地から検討が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の反応開発は，芳香族基置換アルケンの合成，糖類誘導体の合成，ペンタピリンの新規光学材料としての展開，効率のよい重水素ラベル化法の確立を目的としている。特に糖類誘導体の合成の反応に関しては反応機構の解明が，さらに高度な合成に展開できると考えているので，本格的にDFT法を導入し，理論計算研究に着手する。他の方法も反応手法の開発のみに終始する限り大きな進展を期待できないので，A02班との情報交換を積極的に行い，具体的なターゲットを決めて共同研究を行う必要があると考えている。
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