2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of synthetic methodology by combination of the Michael addition reaction and the chemistry of alkylidene carbenoids
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19K05471
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
重田 雅之 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70607514)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | アルキリデンカルベノイド / C-H挿入反応 / 典型金属 / 求電子置換反応 / ワンポット変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、現状の制約に捉われないアルキリデンカルベノイドの新たな類縁体をマイケル付加反応の深化によるアプローチにて発生させる方法を開発するとともに，その化学種の利用法の開拓を目指したものである。初年度である本年度は，アルキニルハライドへの窒素求核剤およびリン求核剤の適用法を探索し，それらのマイケル付加反応にて生じる各生成物をプラットホームとして反応開発の基礎的指針の獲得を目指し検討を行った結果、以下の成果を得た。
１）N-アルキルカルボン酸エナミドに塩基を作用させてカルベンを発生させる方法を見出し，これにより遷移金属化学種を用いないC-H挿入反応による置換インドールの新規合成法を開発した。すなわち，アルキニルハライドと塩基を無溶媒条件で混合することにより高収率で合成したN-アルキルカルボン酸アミドのマイケル付加体の利用法を探索する過程にて、強塩基を作用させた結果，アルキリデンカルベンが発生し，隣接するアリールC-H結合にそのカルベンが挿入した結果，対応するインドールを高効率で与えた。
２）各種窒素求核剤のマイケル付加反応と同じくリン求核剤において同様に進行することを期待して反応開発を行った結果，亜リン酸エステルを原料として加熱混合することでアルキニルハライドへの付加が効率よく進行することを見出した。さらに，適切な求電子剤を共存させることにより，beta-ハロビニルホスホン酸エステルが得られるワンポット変換法を開発し，一連の反応開発によりアルキニルハライドの新たな反応性を明らかにした。
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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
計画当初の予定と照らして、「研究実績の概要」でも述べたように本研究は順調に進展している。具体的な研究成果は以下のとおりである。
１）置換インドールの新規合成法の開発：アルキニルハライドとカルボン酸アミドを原料として遷移金属種を用いない反応によって，置換インドールを合成する新たな手法を開発した。
２）beta-ハロビニルホスホン酸エステルを得るワンポット変換法の開発：求電子付加反応により，アルキンを一挙に四置換オレフィンへと変換する方法を開発した。ハロアルキル基を有するアルキニルハライドにアリン酸エステルを無溶媒条件下にて加熱混合することにより，効率よくホスホリル基の導入と分子内環化反応が進行し，対応するビニルホスホン酸エステルが高収率にて得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度は，本年度に得られた成果を端緒にして，より実用性ある方法の創出を目指し，引き続き反応の開発を行う。すなわち，直裁的にアルキリデンカルベンを発生させて分子内の不活性結合に挿入させている表現系をカルベノイドにて滞留させて分子間反応に展開する方法を探索する。また，アルキリデンカルベノイド発生法において，これまで分子間としてきた求核剤を新たに分子内に備える形式に拡張できるか検証を進めて，本研究の成果創出の基盤を固める。
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| Causes of Carryover |
当初計画を超える効率的な研究活動が遂行でき、当初目的を達成したために、使用額を軽減することができた。
来年度以降において、当該研究の基盤的成果の拡充とそれら成果に基づく応用展開を当初計画以上に拡充させて、当該助成金を使用する。
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