2015 Fiscal Year Research-status Report
毒性ガス等価体を用いる実用性指向型有機合成反応の開発
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15K18834
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
小西 英之 静岡県立大学, 薬学部, 助教 (20565618)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 毒性ガス / 等価体 / 実用 / 一酸化炭素 / 二酸化硫黄 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究1年目の今年度は、主に（1）C－H結合部位の直接的カルボニル化を利用するフルオレノン類合成法の開発、（2）新規一酸化炭素（CO）等価体の創製およびこれを用いる非対称ケトンの新規合成法の開発、（3）二酸化硫黄（SO2）等価体を用いる含硫黄化合物の新規合成法の開発を行った。
（1）について、2-ハロゲン化ビフェニルとすでに開発済みのCO等価体であるギ酸フェニルを用いるフルオレノン類合成法の開発の検討を行った。添加剤として新規のカルボン酸が収率向上に効果的であることを見出した。
（2）について、CO生成時に求核性の副生成物を生じない新規CO等価体の開発を目指して検討を行ったところ、ギ酸フェニルに対し、生成した副生成物の求核性が減弱するような構造の導入が効果的であることを見出した。これにより得た新規CO等価体とともにハロゲン化アリールおよびハロゲン化アルキルを用いて、三成分のカップリングによる非対称ケトンの新規合成法について検討を行った。その結果、収率はまだ低いものの、目的のケトンが得られることを見出した。現在、収率向上と最適条件の確立を目指して検討を行っている。
（3）について、既知のSO2等価体であるピロ亜硫酸カリウムをSO2源として、アミン部位を有するハロゲン化アリールを基質とする環状スルホンアミドの新規合成法について検討を行った。その結果、目的のスルホンアミドを得るだけでなく、反応条件のわずかな変更のみで生成物がスルフィンアミドとなり、かつ両者をほぼ完全な選択性で作り分けできることを見出した。
また、上記3点の他にも以前からの継続研究として、還元的カルボニル化反応の大スケール合成および軸不斉含有ジカルボン酸エステルの効率的合成法の開発を行い、良好な結果を得た。これらと（1）と（3）については現在論文執筆中であり、2016年度中に発表できる見通しである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究計画調書に記載の研究計画については、1年目の計画として順調に研究が進展した。また、非対称ケトン合成法の開発研究は本研究課題から派生したものであるが、新規CO等価体の創製も含めて有望な結果を得ることができた。さたに、SO2等価体を用いるスルホンアミド合成は過去に例がなく、スルフィンアミドと作り分けができることも含めると新規性の非常に高い成果を上げることができたと言える。以上の理由により、本研究課題は当初の計画より進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
2015年度に行った研究を継続するとともに、次の5点について検討を行う。
（A）C－H結合部位の直接的カルボニル化反応の発展：これまでに得た知見を活かし、本反応の適用可能な基質の拡大を行う。（B）求核性副生成物を生じない新規CO等価体の機能性向上およびコスト削減：これまでに求核性副生成物を生じない新規CO等価体を見出すことができたが、液体で加水分解される可能性があること、その合成に3段階程度要することが問題点として挙げられる。そこで、これを解決するために、結晶性向上が期待される置換基の導入や、安い原料の使用、より簡便な合成法の開発を行う。（C）非対称ケトン合成法の反応条件最適化：本合成法による目的のケトンの収率が20%程度であるため、触媒や配位子、添加剤の検討をさらに行い、高収率で目的物が得られる条件の探索を行う。（D）SO2等価体を用いる含硫黄化合物のと反応機構解析と合成手法の拡大：環状スルホンアミドおよびスルフィンアミドが得られる選択性が何に起因しているのかも含め、反応機構に関する知見を得るために実験化学的および計算科学的手法を用いて検討を行う。また、基質を変更することにより、スルホンやスルホキシドなど、別の含硫黄化合物の新規合成法の開発を行う。（E）化合物ライブラリー合成や自動合成を視野に入れた毒性ガス等価体を用いる合成手法の開発：研究計画調書に記載の計画に基づき、反応のスケールアップや開放系での反応の実現を目指す。
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| Causes of Carryover |
研究を遂行するために必要な装置や器具類の購入が少なかったことと、論文執筆時の英文添削に関する謝金が生じなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究に必要な器具および試薬等の消耗品の購入を行う予定である。また、2016年度には数報の論文執筆を予定しているため、これらについて英文添削の謝金として計上した予算は使用する予定である。
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