2019 Fiscal Year Annual Research Report
Direct molecular transformation using highly active amide base catalyst
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19H03346
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
根東 義則 東北大学, 薬学研究科, 教授 (90162122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
重野 真徳 東北大学, 薬学研究科, 准教授 (30571921)
熊田 佳菜子 東北大学, 薬学研究科, 助教 (30748504)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | アミド塩基 / 脱プロトン化反応 / 芳香族化合物 / 芳香複素環 / C-H修飾反応 / 有機超強塩基 / 芳香族求核置換 / 有機触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者らのアミド塩基の触媒系の特徴である、(１) 嵩高いカチオンによる反応の速度論的安定性向上、および(２) 酸素－ケイ素結合あるいはフッ素－ケイ素結合の強固な化学結合の形成による生成系の熱力学的安定性向上を基にして、不活性結合の分子変換反応を実現に向けて検討を行った。まずベンジル位炭素－水素結合の変換として、カルボニル化合物2とのカップリングにより、光学材料や医薬品等の機能性分子の基本骨格であるスチルベン3を合成する手法を確立した。ベンジル位炭素－水素結合のpKa値がより大きな反応基質に順次展開し、pKa値 38までの基質では収率50%以上で、pKa値 40の基質でも収率33%でスチルベンを与えることを見出した。さらに不活性な結合として、アリル位の炭素－水素結合やイオウに隣接した炭素－水素結合の脱プロトン化カップリング反応に展開しこれまでにメチルスチレン類を反応基質として用いると、アリル位炭素－水素結合での脱プロトン化カップリグ生成物が収率65%で得られることを明らかにした。電子的に中性から豊富な芳香族フッ素化合物の求核置換反応を開発した。求核剤として、イソブチロニトリルを用いて反応条件を最適化し、アミド塩基の触媒系で3-フルオロトルエンの反応が進行することを見出した。従来の遷移金属触媒系では耐性が乏しい炭素－塩素、炭素－臭素結合が本系では保持されることも確認した。アルコール、アミン、チオール等の各種ヘテロ原子求核剤を用いる反応にも応用した。塩基触媒による芳香族エーテル化合物の芳香族求核置換反応として、電子不足な反応基質にホスファゼン塩基tBu-P4を用いアルコールおよびアミン類を求核剤として反応が進行することを確かめた。求電子性のケトン、アミド、シアノ基等の官能基に加えて炭素－塩素、炭素－臭素結合が保持されることを明らかにした。
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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
当初の研究目的、研究計画に沿っておおむね順調に研究が進んでおり、次年度以降の継続研究に向けて有益な結果が得られており、さらに研究課題を展開し発展させることができると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ほぼ順調に計画通りに課題研究が進んでいるので、特に研究計画を変更することなく当初の予定通りに研究を進めていく。また現段階では研究遂行上の問題はないものと考えられる。
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