2019 Fiscal Year Research-status Report
遷移状態の制御を基盤とした新規ホウ素化反応の開発と医薬品・機能性分子創製への展開
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18K19390
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
平野 圭一 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (40633392)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | ホウ素 / ジボリル化 / ボラフェナレン / B-PAH / 蛍光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までにジボロン試薬の活性化を超強塩基である sp2 カルバニオンを用いて行うことで、極低温であってもアルキンのジボリル化反応が進行し、1-ボラフェナレンを合成できることを見出していた。本年度は主に適用範囲の検討と生成物の官能基化、物性に関する研究を行なった。
・アルキン末端には芳香環、ヘテロ芳香環、アルキル基、シリル基をはじめ、窒素や硫黄さらにはリン置換基を用いることができるなど、極めて広い一般性を示すことがわかった。
・ジボリル化反応終了後、後処理をすることなくアリールGrignard試薬を作用させることで、直接的に環内ホウ素上の置換基を所望のアリール基に変換できることを見出した。環外ホウ素ー炭素結合の鈴木ー宮浦カップリングによる官能基化は未だ達成していないが、NCSにより塩素化したのち、求電子剤として根岸あるいはStilleカップリングにてアリール化、アルキル化できることを見出した。
・生成物は強い蛍光を発し、アルキン末端由来の２位置換基の選択により、色調を青～オレンジまで変化させることができる。また、キラルジボロン試薬を用いることで非常に高いジアステレオ選択性にて軸不斉を構築することに成功しており、生成物の円偏光発光を検出した。
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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
環内ホウ素の官能基化は、当初後処理後に生じるB-OH種を原料に行なっていたが、目的のB-炭素結合形成には至らなかったが、反応機構を精査することで後処理前のB上の配位子であるピナコラート基をGrignard試薬の配向基として用いる反応設計にて非常にかさ高い2,4,6-トリイソプロピル基であっても高収率でB上に導入できることを見出した。
環外のホウ素の官能基化は立体障害のために困難を極めたが、まずBpin基を加水分解することで反応性を見出すことができた。これらの検討とアルキニルナフタレン基質の広い一般性により、ボラフェナレンの1,2,3位を所望の置換基で修飾できる方法論を確立することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
・ボラフェナレンのアリール置換基は、ボラフェナレン平面に対して垂直方面に配向しているが、これをScholl反応にて酸化的に環化していくことで、B含有ナノグラフェン合成法に繋げていく。
・ボラフェナレン以外のB含有芳香環合成に拡張する。
・ジボロン以外のホウ素試薬を用いたインターエレメントホウ素化により、より多彩なB含有芳香環合成に展開する。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルスの流行により、１）令和２年度３月に参加予定であった京都での日本薬学会年会が中止となり、交通費および宿泊費（申請者および学生２名）がかからなかった、２）３月は申請者、学生共に自宅待機を基本とした研究スタイルと認め、消耗品代が計画よりもかからなかったことが理由となります。
次年度は、上記の学会発表ができなかった分、他学会にも積極的に参加して研究成果を発表することを計画しており、その参加費および交通・宿泊費に使用する予定です。
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