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2007 Fiscal Year Annual Research Report

二酸化炭素による芳香族化合物の直接カルボキシル化 -その機構と応用-

Research Project

Project/Area Number 19020007
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

服部 徹太郎  Tohoku University, 大学院・環境科学研究科, 教授 (70241536)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 諸橋 直弥  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教 (70344819)
Keywords二酸化炭素固定化 / 炭酸化 / 二酸化炭素活性化 / Lewis酸 / Friedel-Crafts反応 / チアカリックスアレーン / Ullmann反応 / アミノ化
Research Abstract

申請者は,CO_2をLewis酸で活性化し,有機化合物へ親電子的に固定化する方法について研究しており,AlBr_3の存在下,トルエンのCO_2によるカルボキシル化が,過剰量のMe_3SiXの添加により著しく促進されることを見出している。本研究の目的は,本反応の反応機構を検証し,その原理を抽出して新しい高度分子変換法へ展開することであり,今年度は,下記の成果を得た。
1.種々のハロゲン化シランを用いて,トルエンのカルボキシル化を行った。その結果,活性化効果はハロゲン化シラン上の置換基により大きく変化し,アルキル基よりもアリール基が良く,Ph_3SiClでは1当量の添加で,ほぼ定量的に反応が進行することがわかった。また,シリルアミンを添加剤とする反応,(p-CH_3C_6H_4)Ph_3Siを基質とする反応の結果から,本反応は,Lewis酸によるタンデム型Friedel-Craftsシリル化-炭酸化の機構ではなく,シリル化剤がLewis酸として作用して活性種と考えられるCO_2-Al錯体をよりいっそう活性化し,一段階で炭酸化が進行していることが示唆された。また,ハロゲン化シランの回収実験や^1H NMRによる分析から,用いたハロゲン化シランは反応によって消費されるのではなく,触媒的に作用していることがわかった。今後さらに,錯体のキャラクタリゼーションにより反応機構を明確にし,新しい反応へ展開していきたい。
2.シリルアミンとAlBr_3の組み合わせで,N-メチルインドールのFriedel-Craftsシリル化が起こることを見出した。
3.チアカリックス[4]アレーンをベースとしCO_2の二つのカルボニル基に同時に二点配位できるようにデザインした四核Ti(IV)錯体を調製するために,二つのモノアミノチアカリックス[4]アレーンをアミノ基で連結したビスチアカリックス[4]アレーン類の合成法を確立した。

  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Synthesis and X-ray structures of iodothiacalix[4]arenes2007

    • Author(s)
      Shinya Tanaka
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett. 48

      Pages: 5293-5296

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intramolecular rearrangement of 1,3-bistriflate ester of thiacalix[4]arene to 1,2-counterpart: an efficient di-O-protection method for the stereo-selective synthesis of anti-1,2-diethers2007

    • Author(s)
      Ryuichi Serizawa
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett. 48

      Pages: 6281-6285

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ullmann coupling reaction of 1,3-bistriflate esters of calix[4]arenes: facile syntheses of monoaminocalix[4]arenes and 4,4': 6,6'-diepithiobis-(phenoxathiine)2007

    • Author(s)
      Shinya Tanaka
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett. 48

      Pages: 7660-7664

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 二酸化炭素による芳香族化合物の直接カルボキシル化におけるトリアルキルクロロシランの反応促進効果2008

    • Author(s)
      吉田洋樹
    • Organizer
      日本化学会第88春季年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080326-30
  • [Presentation] Lewis酸を用いるヘテロクムレン類の活性化と芳香族化合物への固定化反応2008

    • Author(s)
      根本耕司
    • Organizer
      日本化学会第88春季年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080326-30
  • [Presentation] アミノチアカリックス[4]アレーン類の新規合成法の開発とアミノ基架橋型二量体への応用2008

    • Author(s)
      田中信也
    • Organizer
      日本化学会第88春季年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080326-30
  • [Presentation] 二酸化炭素を用いた芳香族化合物のカルボキシル化反応2007

    • Author(s)
      根本耕司
    • Organizer
      化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      山形
    • Year and Date
      20070921-23
  • [Presentation] ヨウ素-ルイス酸による芳香族ヨウ素化反応2007

    • Author(s)
      江草直樹
    • Organizer
      化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      山形
    • Year and Date
      20070921-23
  • [Presentation] カリックスアレーン-二核金属錯体の立体選択的合成2007

    • Author(s)
      北原 毅
    • Organizer
      化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      山形
    • Year and Date
      20070921-23
  • [Presentation] 二酸化炭素による芳香族化合物の直接カルボキシル化2007

    • Author(s)
      服部徹太郎
    • Organizer
      特定領域「炭素資源の高度分子変換」第3回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20070618-19
  • [Presentation] Facile synthesis of monoaminothiacalix[4]arene towards development of novel multidentate ligands2007

    • Author(s)
      Shinya Tanaka
    • Organizer
      "International Conference on Asymmetric Orga-nocatalysis"as Second International Conference on Advanced Organic Synthesis Directed toward the Ultimate Efficiency and Practicability
    • Place of Presentation
      Shiga
    • Year and Date
      20070528-29

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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