リン酸環状混合酸無水物の合成と脱水的触媒反応への応用

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K06971
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 牧野 一石 北里大学, 薬学部, 教授 (20302573)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 酸無水物 / 触媒反応 / 脱水反応 / 典型元素 / アミド化反応

Outline of Annual Research Achievements

研究の実施にあたり，有機リン酸無水物の合成についての検討を行った。しかしながら，リン酸基の導入方法ならびに酸無水物への変換反応を十分に確立することができておらず，触媒候補分子の見直しが必要であると考えている。前者のリン酸基の導入については，炭素－リン結合の形成および5価リンへの酸化を伴うミカエリス・アルブゾフ反応の他に，あらかじめ炭素―リン結合が形成されているメチルホスホン酸ジメチルアニオンによる求核置換反応による方法が知られているが，当初の目的とする有機リン化合物の合成には至っていない。したがって，これらの結果を踏まえて，触媒候補分子の見直しを行うとともに，ホスファイトを用いた遷移金属触媒によるクロスカップリング反応などの新たな手法についても検討する予定である。また，有機リン酸化合物からリン酸無水物への変換については，DCCなどの縮合剤を用いる方法が一般的であるが，簡単なモデル反応を行うことで，従来の方法が適用できることを確認している。以上の研究初年度の結果をもとに，当初の計画していたsp2炭素からなる芳香環を母核とした触媒候補分子に加えて，合成が比較的容易で触媒機能をもつことが期待されるsp3炭素からなる多環性脂肪族化合物を母核とした有機リン酸無水物分子についても触媒候補分子とすることとした。また，有機分子への導入が容易な硫黄原子をもつ有機スルホン酸無水物の合成も視野に入れ，次年度は研究を展開する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究初年度は触媒候補分子となる有機リン酸無水物の合成法を確立することを目標として行った。しかしながら，コロナ感染症にともなう研究室や関連施設の閉鎖もあり，当初予定していた有機リン酸無水物の合成についての検討を十分に行うことができなかった。また，有機分子へのリン原子の導入において，一般的な方法であるミカエリス・アルブゾフ反応やメチルホスホン酸ジメチルアニオンによる求核置換反応の適用が困難であったこともあり，当初の計画に比べて，研究進捗状況はやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

触媒候補分子となる有機リン酸無水物の合成法を確立することが急務であることから，有機分子へのリン原子のホスファイトを用いた遷移金属触媒によるクロスカップリング反応などの新たな手法について検討していく。また，合成の容易さも考慮に入れ，あらたな触媒候補分子の合成を計画している。すなわち，当初予定していたsp2炭素からなる芳香環を母核とした触媒候補分子に加えて，sp3炭素からなる多環性脂肪族化合物を母核とした有機リン酸無水物分子についての合成を検討するとともに，有機スルホン酸無水物の合成も視野に入れ，研究の推進を図る。