2016 Fiscal Year Annual Research Report
アリールスルフィドを基質とする新規遷移金属触媒反応の開発
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16J11522
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大塚 慎也 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | パラジウム / アリールスルフィド / チオエステル / イソシアニド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
パラジウム触媒を用いたハロゲン化アリールのカルボニル化反応は，芳香族カルボニル化合物合成に広く用いられている重要な手法である。これらの反応はハロゲン化アリールのパラジウム触媒への酸化的付加と続く一酸化炭素の配位挿入によりアシルパラジウムハライドが生じる。このアシルパラジウムハライドと求核剤が反応することで生成物としてエステル，アミド，ケトン，アルデヒドなどが得られる。もしアシルパラジウムハライドからの還元的脱離が進行すれば，パラジウム触媒を再生するとともに酸ハロゲン化物が得られる。しかし酸ハロゲン化物はハロゲン化アリールよりも酸化的付加が進行しやすいため，このような変換反応は知られていない。
私は予定していた鈴木・宮浦型クロスカップリング反応の検討において，一酸化炭素存在下アリールスルフィドとアリールボロン酸の反応を行うことでジアリールケトンが得られないか試みた。残念ながら目的のケトンを得ることはできなかったが，一酸化炭素の合成等価体であるイソシアニドを用いることでヘテロアリールスルフィドの炭素-硫黄結合に対する挿入反応が進行することを見いだした。本反応で生じるチオイミデートは反応終了後希塩酸を加えることで容易に加水分解し，対応するチオエステルとして得られた。本反応はベンゾチアゾール，チアゾール，ベンゾオキサゾール，ベンゾフラン誘導体など様々なヘテロアリールスルフィドに対して適用可能であることを見いだした。また，本反応は高い官能基許容性を有しており，エステルやアルデヒド，アルキンなど繊細な官能基を有する基質に対しても適用可能である。
現在，さらなる基質適用範囲の拡張を目指しつつNMR 実験による反応機構の検討を行っている。
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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
遷移金属触媒によるハロゲン化アリールと一酸化炭素との反応は，各種求核剤の存在下でエステル，アミド，ケトン，アルデヒドなどを与えることが知られている。一方で，求核剤非存在下ハロゲン化アリールの炭素-ハロゲン結合に一酸化炭素が単純に挿入し酸ハロゲン化物を与える反応はこれまで知られていない。今回私は鈴木・宮浦型のクロスカップリング反応の開発の過程で一酸化炭素等価体であるイソシアニドがヘテロアリールスルフィドの炭素-硫黄結合に単純に挿入することを見いだした。この結果はアリールスルフィドがハロゲン化アリールにはない特異な反応性を有していることを示しており，当初の計画以上の成果であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の研究においてヘテロアリールスルフィドへのイソシアニド挿入反応を見いだしている。本反応はハロゲン化アリールにはない新たな形式の反応であるため，反応機構に関して興味がもたれる。現在 NMR を用いて反応機構の検討を行っており，添加剤の効果についても解明を試みる。基質適用範囲もさらに拡張の余地があるため，反応条件のさらなる最適化を行いより一般性の高い反応とする。
イソシアニド挿入反応を論文として報告したのち，2 年目の研究として予定していた溝呂木-Heck 型反応の開発を目指す。
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