2018 Fiscal Year Research-status Report
ベンゼンからペンタセンへの直接変換：四環増環を経るペンタセン類の一挙合成法の開発
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18K19083
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
佐藤 哲也 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (40273586)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | パイ共役分子 / 酸化的カップリング / 還元的カップリング / 環形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、我々の開発したペンタメチルシクロペンタジエニルロジウムあるいはイリジウム錯体触媒を用いる酸化的ならびに還元的カップリングを駆使して、入手容易な出発物質から、短段階で簡便にアセン類をはじめとする機能性パイ共役分子を合成する新手法を開発することを目的としており、本課題初年度に当たる2018年度には、まず素反応となる酸化的環化や還元的環化を効率よく行うための触媒系開発を行った。
【遷移金属触媒を用いる酸化的環化】ペンタメチルシクロペンタジエニルロジウムあるいはイリジウム錯体に加えて、様々な配位子を有するロジウム、イリジウム、ルテニウム、およびパラジウム錯体を調製し、芳香族基質とアルキンとの1:2酸化的カップリングによる芳香環形成反応における触媒活性を比較した。まだ検討途中ではあるが、いくつかの錯体が高い活性を示すことがわかっている。さらに様々な配位子を有する触媒についても系統的に活性を調べ、配位子構造ー活性相関を明らかにする予定である。
【遷移金属触媒を用いる還元的環化】酸化的環化と同様に、還元的環化をスムーズに行うための手法を開発する。現段階ではまだ予備的検討しか行えていないが、酸化的環化で活性を示した触媒のいくつかが還元的環化でも使えることがわかってきた。
【パイ共役分子合成】上記の検討で調製したイリジウムおよびロジウム触媒をそれぞれ用いて、入手容易なサリチルアルデヒドおよびインドールカルボン酸とアルキンとの酸化的カップリングを行い、縮合ヘテロ芳香族化合物を合成することに成功した。得られた環化生成物のいくつかは、固体状態でも強い蛍光を示すことがわかった。
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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
種々遷移金属錯体触媒を調製しており、モデル反応におけるその触媒活性は、かなり調べられている。その中で酸化的カップリング、および還元的カップリングに有効な触媒の傾向を把握できてきた。
さらにそれらの触媒を用いて、二環式、三環式、および四環式化合物合成をすでに達成している。
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| Strategy for Future Research Activity |
酸化的カップリングに比べ、還元的カップリングを行うための触媒系について、これまで検討が不十分である。主にパラジウムおよびルテニウム触媒を用いて行ってきたが、今後はロジウムやイリジウム触媒についても適用を試みる。
その後、有望な触媒を用いて、同じ分子内で酸化的／還元的カップリングを行い、一段階での縮合多環芳香族化合物合成を目指す。
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| Causes of Carryover |
今年度行った検討は上述のように、多数の触媒を調製し、それらを様々な反応に適用して活性を調べた。そのため、いずれも実験のスケールが小さく、一つ一つの試薬の使用量は少なかったため、既に購入して保管していた試薬および器具を用いて検討を行うことができた。その結果、今年度の物品費の支出が大きく抑えられた。次年度はもっと大きなスケールで実験を行う必要があり、全ての試薬を購入して研究を始める必要がある。研究の進行とともに必要試薬を購入し、経費を使用していく予定である。
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