2018 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of control methods of regioselectivity by non-covalent interactions in C-H transformations
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17H03016
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
國信 洋一郎 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (40372685)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | C-H結合変換 / 非共有結合性相互作用 / 水素結合 / Lewis酸－塩基相互作用 / ボリル化 / シリル化 / メタ位 / オルト位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、C-H結合変換反応開発において重要な研究課題である位置選択性の制御に着目し、水素結合やハロゲン結合、Lewis酸－塩基相互作用、超分子相互作用のような非共有結合性相互作用を利用する位置選択的なC-H結合変換反応を開発することを目的として、研究を遂行した。
我々が以前開発した、触媒配位子と基質間での水素結合を利用するメタ位選択的なC-Hボリル化反応（Nature Chem. 2015, 7, 712）を利用することで、従来のC-H結合変換反応では困難だった芳香族化合物のメタ位選択的に様々な官能基や置換基を導入する方法の開発に成功した（Org. Lett. 2019, 21, 1342）。また、先に述べたメタ位選択的なC-Hボリル化反応で用いた触媒系を人工的な金属酵素と見なすことができると考え、その触媒系をC-Hボリル化に適用することにより、基質との水素結合を形成しえない触媒に比べて、C-Hボリル化が大幅に加速されること、基質特異性や官能基特異性が発現すること、を見出すことができた（ACS Catal. 2019, 9, 1705）。
その他にも、蛍光性π共役系分子にLewis酸やBronsted酸、ハロゲン結合供与体を作用させることにより、溶液状態および固体状態のいずれにおいても蛍光波長が長波長シフトするとともに、混合系によっては蛍光量子収率が向上することを見出した（Chem. Lett. 2018, 47, 1391）。また、この系を応用することで、固体状態でも高い蛍光量子収率を示す赤色蛍光材料の開発にも成功した。
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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
当初予定していた芳香族化合物のパラ位選択的なC-H結合変換反応や、官能基を足掛かりとしない位置選択的なC-H結合変換反応の開発については引き続き検討中であるが、触媒配位子と基質間での水素結合を利用するメタ位選択的なC-Hボリル化反応を展開することにより、形式的なメタ位選択的C-H官能基化を開発することができた。また、その触媒系を用いることにより、C-Hボリル化における反応の大幅な加速や、基質特異性および官能基特異性の発現を見出すことができた。
上記に加えて、当初計画をしていなかった「研究実績の概要」で示したいくつかの成果をあげることができたため、研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である平成31年度には、引き続き、芳香族化合物のパラ位選択的なC-H結合変換反応や官能基を足掛かりとしない位置選択的なC-H結合変換反応の開発、位置選択的なC(sp3)-H結合変換反応の開発について検討する。
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Research Products
(36 results)
