2020 Fiscal Year Annual Research Report
配位子による反応空間制御を鍵とする触媒的脱芳香族的官能基化反応の開発と応用
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19K15573
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
武藤 慶 早稲田大学, 高等研究所, 講師(任期付) (60778166)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 脱芳香族化 / シアノヒドリン / 芳香族 / パラジウム / 配位子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多置換脂環式分子のモジュラー合成法の確立を志向し、ユビキタスなアレーンの脱芳香族的官能基化反応の開発を目指した。本研究以前に知られる脱芳香族的官能基化反応の効率は出発原料の芳香族の電子的性質に強く依存しており、電子豊富なフェノールや電子不足なアジン類を対象とする例が多い。電子的な偏りの小さいベンゼノイドの効率的な脱芳香族的変換反応はごく小数例しかなく、過剰量のアレーンを用いるという決定的な課題を抱える。我々は、これまでの研究においてパラジウム触媒を用いるベンジルアルコールの触媒的脱芳香族的C-C結合形成法の開発に成功した。しかし、生成物が不安定であり、本手法を多置換脂環式分子合成へと展開することが難しいという課題があった。
本研究では、我々が開発した脱芳香族的C-C結合形成反応で得られる生成物の誘導体化を見据え、芳香族シアノヒドリン類を出発物質とすることとした。芳香族シアノヒドリンを対象とすれば、生成物は不飽和ニトリルとなり、化学的安定性の向上や求核的な誘導体化が期待できる。本研究により、メタアリールホスフィン配位子をもつパラジウム触媒を用いると芳香族シアノヒドリンとアリル金属種との脱芳香族的アリル化反応が進行することがわかった。本反応ではパラジウム触媒にかさ高さと金属中心の十分な反応空間の両方を共存可能なメタアリールホスフィンの使用が決定的に有効であった。また、当初の目的であった脱芳香族的反応の生成物を求核剤を用いて誘導体化できることも見いだし、不活性なベンゼノイド類を出発物質としてモジュラー的な多置換脂環式分子の一端を示すことができた。
当初の予定よりも大きく研究が進展し、上記のベンジルアルコール類や芳香族シアノヒドリンなどのベンジル求電子剤を出発物質とする反応以外に、ハロアレーンなどのアリール求電子剤を出発物質とする脱芳香族的反応を見いだすことにも成功した。
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