2018 Fiscal Year Annual Research Report
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18J12045
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
手塚 則亨 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Keywords | 芳香族メタル化反応 / クロスカップリング反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
芳香族銀化合物は、リチウムやマグネシウム、亜鉛、銅といった金属種に比べて調製法が限られており、これまで有機金属化合物としての反応性はほとんど調べられてきませんでした。我々はまず、芳香族銀アート化合物の合成法として、deprotonative ortho argentation を開発しました。本手法によって、芳香環上に多数存在する C-H 結合のうち特定の C-H 結合についてメタル化反応が進行し、高い位置・化学選択性にて様々な芳香族銀化合物を合成することができるようになりました。芳香族銀アート錯体の調製に必要となるアミド銀アート塩基の構造は X 線結晶構造解析および DFT 計算を用いて明らかにしています。また、生じる芳香族銀アート中間体は、芳香族アニオン等価体として種々の求電子剤と効率よく反応することがわかりました。我々は特に、ジスルフィドやジアゾニウム塩との反応に着目して、ジアリールスルフィドやジアリールアゾ化合物の効率的合成法へと展開しました。これらの生成物は、天然物や医薬品、機能性分子として注目されている重要な分子群です。
また、芳香族銅化合物を用いた「芳香族 C-H 結合同士の酸化的クロスカップリング反応」も効率よく進行する条件を見出しました。既存の芳香族クロスカップリング反応は芳香環上の目的の反応点をハロゲン化やメタル化等によって規定し、これらを基点に反応を行います。我々が今回見出した方法は、事前の修飾化を必要としないため、廃棄物や合成段階数の削減につながるため、基礎・応用の両面で重要であると考えられます。
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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
これまで報告例がほとんどない芳香族銀アート化合物の調製法を開発し、その構造および反応性を明らかにしました。研究結果について、現在は論文を執筆中です。開発した芳香族銀アート種の調製法は、既存の芳香族メタル化反応と比較しても、極めて高い官能基許容性を有することがわかりました。さらに、生じる芳香族銀中間体は天然物や機能性分子の部分構造として重要なジアリールスルフィドやジアリールアゾ化合物を容易に与えることを見出しました。
さらに、芳香族銅化合物についても、比較的温和な条件で芳香族 C-H 結合同士を直接的クロスカップリングする反応を見出しました。今後の検討によってその反応特性を明らかにし、次年度内に論文を発表する予定です。
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| Strategy for Future Research Activity |
(A) これまでに芳香族銀アート種の調製法を確立することができたため、これを用いて求核種としての一般的な反応性について精査しました。次年度は、芳香族銀アート種を新たな活性化法に付すことで、高反応性活性種として知られている芳香族ラジカルの発生法へと展開することを企画しています。芳香族ラジカルは高度に不安定な化学種であるために、その活用法は限られてきましたが、調製に用いる試薬を新たに設計することで反応を制御し、精密有機反応へと展開できると考えています。
(B) 芳香族 C-H 結合同士の直接的クロスカップリング反応は、事前の修飾化を必要としないクロスカップリング反応であり、基礎・応用の両面で注目されていますが、これまでに実用的な報告例はほとんどありません。我々は、ジアリール銅アート中間体の調製法を開発し、これを適切に酸化することで上記反応を達成するべく種々の検討を行ってきました。今後はさらなる高効率化を目指した反応条件の検討を行うとともに、基質一般性を精査します。
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