2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of photochemically promoted synthetic reactions utilizing characteristic reactivity of transition metal species
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19H02723
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
草間 博之 学習院大学, 理学部, 教授 (30242100)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光反応 / カルベン / 金属錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭素の二価化学種であるカルベンは合成化学において大変有用な反応活性種であり、これまでにも様々なカルベン生成手法が開発されてきた。しかしカルベン種を非常に簡便に発生し、かつ生じたカルベン種の反応性を自在に制御することは容易でない。本研究では、アシルシランの光異性化によるシロキシカルベン生成を活用する独創的分子変換手法の開発を主題とし、１）広範なアシルシラン類からシロキシカルベンを効率的に生成する手法の確立、ならびに、シロキシカルベン種の反応制御法の開拓に向けて、２）遷移金属種によるカルベン捕捉剤の活性化に基づく反応制御、３）遷移金属種とのカルベン錯体形成に基づく反応制御、について研究を展開している。
本年度は、まず１）について詳細な検討を実施し、可視光増感三重項エネルギー移動を活用することで、紫外光による直接励起法では重大な副反応を伴うアシルシラン類を基質としても効果的にカルベン生成を実現することに成功した。これによりアシルシラン類のカルベン前駆体としての合成化学的利用価値を高めることができたと言える。
２）についても検討を実施し、遊離のシロキシカルベンとは直接反応することのないハロゲン化アリルやアリルアセタート誘導体が、適切なパラジウム触媒系の存在下で効率良く分子間カップリング反応を起こすことを見出した。この知見を活かすことで、今後は多様な求電子種との反応が実現可能となると期待される。金属種を活用してシロキシカルベンの反応制御を行う試みはこれまで全く報告されておらず、本研究成果は非常に独自性の高いものと言える。
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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
研究実績の概要欄に記したように、当初予定した各研究課題のうち１）、２）については、期待した成果を挙げることができており、この知見を元に更なる研究展開が図れると考えている。また、課題３）についても顕著な成果までには至っていないが、目的とするカルベン錯体の発生を強く示唆する実験結果を得ることに成功しており、今後の発展が期待される。以上により、本研究は概ね順調に進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
実績概要に記した３つの課題のうち、１）については満足する手法の確立ができているので、今後はこの手法を課題２，３）をはじめとする多様な分子変換に利用する。次年度以降は、課題２，３）を強力に推進する計画であり、本年度得られた知見を最大限に活かし、独創的な分子変換の実現に向けて精力的に研究を展開する。
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