2014 Fiscal Year Annual Research Report
ヘテロ原子の複合ラジカル反応特性を活かした高原子効率分子変換法の開発
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13J10638
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
玉井 太一 大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ヘテロ原子 / ラジカル反応 / 遷移金属触媒 / 付加反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本において、世界的な生産量を誇る硫黄、セレンやテルルといったヘテロ原子を導入した化合物が、特異な反応性や生化学的な特性などの優れた特性を示すことが明らかとされている。そこで、これらの日本特産資源をより付加価値の高い物質へ変換する手法の開拓として、ヘテロ原子の導入を伴った新規な反応の開発は医薬学的、材料化学的、合成化学的に重要とされている。そこで、ヘテロ原子の導入を伴った高機能分子の革新的な合成プロセスの開発を目指し研究を行った。
昨年度までにおいて、ヘテロ原子のラジカル反応特性を活かすことによって、不飽和結合に選択的にヘテロ原子を導入する反応の開発を行ってきた。そこで、昨年度はラジカル反応との反応性の比較を検討するために、遷移金属触媒反応を用いたヘテロ原子の導入を伴う新規反応の開発に積極的に取り組んだ。ヘテロ原子の金属触媒反応はいまだ未開拓な分野であり、解決されていない問題が多数存在している。その中の一つにアルケンへの有機硫黄化合物の金属触媒的な付加反応が存在しており、私はこの課題をなんとか解決することができないかと考え取り組んだ。その結果、酸素や窒素といったヘテロ原子を有するアルケンを基質として用いることで、金属触媒を用いたアルケンへの硫黄官能基を達成することに成功した。
本反応によって得られる生成物は構造中にN,S-および、O,S- アセタール構造を有していることから合成化学的にも非常に意義のある反応である。また、本反応によって得られる生成物は不斉点を有していることから、今後不斉配位子等を反応に用いることによって、不斉反応への応用が期待される。
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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
当初計画していたヘテロ原子の導入を伴った、直截的な多環式複素環化合物の合成プロセスの開発を達成することはできなかった。しかし、ラジカル反応との反応性の比較を検討するために、遷移金属触媒反応を用いたヘテロ原子の導入を伴う新規反応の開発に積極的に取り組むなかで、これまで有機硫黄化合物の触媒毒の特性により、達成することが困難であるとされていたアルケンへの硫黄化合物の遷移金属触媒的な付加反応を開発することに成功した。この成果は、今まで未開拓であったアルケンへの硫黄化合物の遷移金属触媒反応という新たな分野を開拓することに繋がり、これからの化学の発展に大きく寄与するものだと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の推進方策については、今までと同様にヘテロ原子の導入を伴った高機能分子の革新的な合成プロセスの開発を目指し引き続き研究を行う。当初の計画では、ヘテロ原子のラジカル反応特性のみに注目し研究をする予定であったが、遷移金属触媒反応にも注目し研究を行う。昨年度において、これまで困難であるとされていた、アルケンに対する硫黄官能基の付加反応を開発することで、新たな研究分野を開拓することに成功した。そこで本年度は、この研究を１つのきっかけとして、活性化されていない不活性アルケンに対する付加反応についても検討する予定である。具体的には、不飽和結合に対して特異な親和性を有する金属触媒に着目し、硫黄官能基を導入する新規反応の開発に取り組む予定である。また、硫黄以外の官能基の導入へと応用したいと考えており、現在有機セレン化合物を用いた反応についてすでに検討を進めている。
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