2017 Fiscal Year Research-status Report
Study on Alkylation of Organic Compounds Using Alkanes
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17K19127
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
南 安規 中央大学, 研究開発機構, 機構准教授 (60613362)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | アルカン / アルケン / 有機ケイ素化合物 / アルキル化 / 遷移金属触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルカンを有機合成反応に直截利用することは現代の化学をもってしても課題が多く，いまだ困難のままである．この問題解決のためには，従来の反応の設計思想に依らない，斬新な合成反応手法が求められる．本研究では，ヘキサンなどの単純アルカンを用いて，有機ケイ素化合物の炭素－ケイ素結合を活性化し，形式的にアルキル化する反応を開発する．本反応は，アルカンの脱水素オレフィン化，オレフィンと有機ケイ素化合物との反応によるアルキル化から構成され，後半のアルキル化が鍵過程となる．このため，後半の有機ケイ素化合物のアルキル化反応の開発を中心に進めている．
本年度は交付申請書に記載したとおり，有機ケイ素化合物の末端アルケンによるアルキル化の研究を推進した．使用する触媒は，パラジウムおよびニッケルを中心に用い，様々な配位子，添加剤，溶媒を組み合わせて実施した．
この研究に先あたり，研究計画で仮定した反応機構による反応が実現可能であるのかを確認するため，炭素－炭素不飽和結合化合物との芳香族ケイ素化合物だけでなく単純芳香族化合物を含むいろいろな有機化合物との反応，および有機ケイ素化合物のアルキル化を実施した．その結果，両者とも適切な反応条件を設計することにより反応が効率よく進行することがわかった．前者の研究成果についてはすでに国際研究論文として発表している．これらの結果を参考に，本研究課題の達成，芳香族化合物のアルキル化に向けて取り組んだ．使用する反応剤の安定性を考慮しつつ，計画書に記載した配位子類を使用するなど，さまざまな反応条件を検討した結果，これまでに目的の反応を進行させるための有益な情報を入手することに成功した．
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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
概要で示したとおり，まず想定していた反応機構が十分に機能するかを検討し，満足しうる結果を得ることができた．これらの結果の一部は，すでに論文発表している．これらの結果を受けつつ，アルケンによるアルキル化，またアルケンの異性化の反応条件の探索を実施したところ，いずれも当初に想定していた結果を得ることに成功した．
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き，有機ケイ素化合物のアルケンによるアルキル化の反応条件の最適化を達成し，アルキル化反応を確立する．同時に，アルカンの脱水素オレフィン化と組み合わせて，アルカンによる有機ケイ素化合物のアルキル化の達成を目指す．最初の，アルキル化が本研究の鍵であるため，これまでの検討結果および関連する文献の調査を並行して行い，最適な反応条件の探索を中心に進める．その後，目的のアルカンの脱水素オレフィン化を組み合わせたアルキル化の検討を進める．
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| Causes of Carryover |
研究実績の概要および現在までの進捗状況で記したとおり，本年度は仮定した反応機構に関する検討，本研究のアルキル化反応の条件検討を実施した．研究開始時に，反応機構の検討およびオレフィンによるアルキル化反応の条件探索に使用する，選定した標準原料化合物およびその原料，遷移金属塩，主要な配位子類，添加剤などの有機塩および無機塩を購入し，研究を強力に進めた．当初に予定していた原料および生成物の単離に要する高額の薬品類の購入を控えたため，このような額になったものである．反応条件確定後に購入した方が，より状況に即して無駄なく研究を推進できると考えたためである．もちろん，上記の薬品類は次年度にまとめて購入し，使用することはかわりないため，今回の使用計画となった．
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