Exploration of Diazo-Free Generation of Metal Carbenes and Its Applications in Catalysis

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15565
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Asako Sobi 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (80737289)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: モリブデン / ルテニウム / カルボニル化合物 / シクロプロパン / 脱酸素 / カルベン / 炭素－水素結合切断 / 炭素－炭素結合切断

Outline of Final Research Achievements

Despite the widespread use of diazo compounds as convenient precursors of carbene species in organic synthesis, their inherent explosive and toxic nature often limits synthetic applications, resulting in much attention to the identification of stable and safe surrogates. We found that the metal/quinone species, readily prepared from commercially available and easy-to-handle M(0) complex and quinone, enables the use of carbonyl compounds and cyclopropanes as unconventional stable carbene precursors through deoxygenation and retro-cyclopropanation, respectively.

Free Research Field

有機合成化学、有機金属化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有機合成化学において一般にカルボニル化合物は求電子剤として利用され、C=O二重結合のうちより弱いπ結合のみが切断される。シクロプロパンもC3ユニッとしての合成利用が大多数を占め、C-C単結合は1本のみ切断される。それに対し本研究では、これらの化合物を常識と異なるC1カルベン源として利用することに成功した。不活性結合の二重切断という未開拓分野を切り拓いた点で基礎科学的に重要であり、爆発性や毒性をもつジアゾ化合物を入手容易な安定化合物で代替する点で意義深い。