Development of Efficient Synthesis of Optically Active Cyclophanes with C3 Symmetry and Their Application to Functional Materials

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02739
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Miura Tomoya 岡山大学, 自然科学学域, 教授 (10378804)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: C3対称 / 光学活性シクロファン / シクロプロパン / 不斉合成 / ロジウム

Outline of Final Research Achievements

An asymmetric synthesis of [3] and [2]cyclothienylenecyclopropylenes ([n]CTCs) by a rhodium(II)-catalyzed annulation reaction of 1-mesyl-4-(vinylthienyl)-1,2,3-triazoles is developed. The number of repetition in the annulation reaction depends on the substitution pattern of vinylthienyl group. The unique structure of [n]CTCs is revealed by NMR spectroscopy and X-ray crystallographic analysis. We observe their distinct chiroptical properties, which are pseudo-helical chirality arising from orientation of thiophene rings. Furthermore, we synthesized a tetramer, [4]cycloparaphenylenecyclopropylene ([4]CPPC), as a new optically active cyclophane.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「C3対称性」を持つシクロファンは一般に合成が難しく、研究が立ち後れているのが現状であります。本研究では、触媒反応により「C3対称性」を持つ[3]CPPC を不斉合成し、この光学活性体を用いて様々な応用展開を行いました。未だ基礎研究の範疇を超えるものではありませんが、キラルな構造とキラルな構造が与える物性には興味が尽きず、本研究が機能性材料の開発において新しい設計指針を与えることになればと期待しています。