2018 Fiscal Year Annual Research Report

位置およびエナンチオ選択的な付加環化反応を鍵とするキラルカーボンナノベルトの創成

Research Project

Project/Area Number	17J08763
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	會田侑正東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2017-04-26 – 2020-03-31
Keywords	ロジウム / [2+2+2]付加環化反応 / アルキン / カーボンナノベルト / シクロファン / トリプチセン / ジヒドロナフタレン / 不斉合成
Outline of Annual Research Achievements	本研究では主として、カチオン性ロジウム触媒を用いた位置およびエナンチオ選択的な[2+2+2]付加環化反応によるキラルカーボンナノベルト(CNB)およびキラルトリプチセンの合成を検討した。 (1)テトラインと環状ジエンとの位置およびエナンチオ選択的な[2+2+2]付加環化反応を鍵とするキラルCNBの合成上記(1)において、モデル化合物としてアルキル鎖をテザーとして有するキラルシクロファンの不斉合成に取り組んだ。その結果、シクロヘキサジエンの芳香族化は進行しなかったものの、カチオン性ロジウム(I)／(R)-xyl-Segphos錯体触媒を用いた、テトラインとアルキル鎖をテザーとして有する二官能性ベンゾフルベンとの位置およびエナンチオ選択的な[2+2+2]付加環化反応によって、対応する多環芳香族炭化水素(PAH)部位を有する大環状化合物を低収率ながらも完全なエナンチオ選択性にて得ることに成功した。 (2)ジインと1,2-ジヒドロナフタレンとの不斉[2+2+2]付加環化反応および面選択的[4+2]付加環化反応を鍵とする異なる3種類の芳香環を有するキラルトリプチセンの不斉合成上記(2)において、カチオン性ロジウム(I)／(R)-Segphos錯体触媒を用いたビフェニル架橋1,7-ジインと1,2-ジヒドロナフタレンとの不斉[2+2+2]付加環化反応およびナフトキノンとの面選択的[4+2]付加環化反応を鍵とすることで、異なる3種類の芳香環を有するキラルトリプチセンの合成に成功した。以上の研究において、カチオン性ロジウム(I)／ビスホスフィン系錯体触媒の優れた特性を最大限活かした高選択的付加環化反応を用いることによって、新規π共役系化合物の合成に成功した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason CNBの合成には至らなかったものの、カチオン性ロジウム(I)／ビスホスフィン系錯体触媒を用いた、位置およびエナンチオ選択的な[2+2+2]付加環化反応を鍵とすることで、モデル基質であるキラルシクロファン前駆体の不斉合成に成功したため、当初の計画にあるキラルCNBの不斉合成法の研究に関して進展があった。さらに、カチオン性ロジウム(I)／ビスホスフィン系錯体触媒を用いた不斉[2+2+2]付加環化反応および面選択的[4+2]付加環化反応を鍵とした異なる3種類の芳香環を有するキラルトリプチセンの合成にも成功したため、当初の計画以上の進展があった。
Strategy for Future Research Activity	キラルCNB合成での芳香族化において、基質の損壊を伴わないデザインの探索に取り組む。さらに、実際に用いるテトラインと環状ジエンの合成に取り組む。また、当初の計画にはないが、高選択的付加環化反応を鍵としたキラルトリプチセンの不斉合成において、光学純度の決定およびその向上を試みる。また、得られたキラルCNBおよびキラルトリプチセンの結晶構造／光学特性／キロプティカル特性／電気化学特性の解明と、機能創発を行う。