Development of Synthetic Method Based On Precise Control of Nitrogen-containing Reactive Species

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05507
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Hata Takeshi 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (40419271)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 含窒素反応活性種 / 遷移金属触媒 / ニトロアレーン / グリニャール反応剤 / アジド / ヒュスゲン環化 / トリアゾール / 含窒素ヘテロ分子

Outline of Final Research Achievements

The principal investigator has utilized the 'nitrogen-containing reactive species' generated from transition metal catalysts or organometallic reactants and active species precursors to efficiently expand to the synthesis of nitrogen-containing molecules and obtained the following results. (1) Synthesis of hetero π-conjugated molecules by selective double nucleophilic addition of haloacetylenes to dinucleophiles and double C-H bond activation of Pd catalysts, (2) Synthesis and application of polycyclic triazole derivatives using halogen substituted tricyclic triazoles, (3) Synthesis of secondary amines by reductive coupling of nitro compounds and organozinc reactants in the presence of iron catalysts. (4) Rh-catalyzed intramolecular cyclization of aryl azides with 2,2-dihalovinyl groups.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

1) 機能性分子に適用できる含窒素ヘテロ環を，ハロアセチレンやニトロアレーンなどの入手容易かつ安価な原料を用いるだけでなく，遷移金属触媒または有機金属反応剤と活性種前駆体から発生する含窒素反応活性種を利用して合成工程数を一挙に短縮化して合成できるため，コスト削減と環境負荷低減の両分野を相乗的に満たすことができる．
2) 古くから知られているグリニャール反応剤とニトロ化合物の還元的カップリング反応を，中間に存在する酸化段階の異なる種々の含窒素反応活性種を系統立てて研究している例はほとんどなく，新たな含窒素化合物合成の分野を切り開く特色がある．