2022 Fiscal Year Research-status Report
物理刺激による電子励起状態発生を鍵とするヘテロ元素導入反応の開発
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21K06472
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
王 超 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (90610436)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 光化学反応 / 励起状態 / 有機ケイ素化学 / 有機ゲルマニウム化学 / 有機ホウ素化学 / 有機硫黄化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）可視光駆動型１４族元素ラジカル種の迅速かつ効率的な発生法の開発
本研究では、シクロヘキサジエン骨格を有するシリル・ゲルミルラジカル前駆体を利用し、可視光による選択的かつ効率的なケイ素―炭素結合やゲルマニウム―炭素結合のホモリティック開裂を実現した。本反応に用いられた１４族元素ラジカル前駆体は、簡便な手法で高収率に合成可能であり、様々なシリル・ゲルミルラジカル種の発生に適用できる。本手法で生成した14 族元素ラジカルは、様々な基質との反応が円滑に進行し、温和な条件下で高収率にて有機ケイ素・有機ゲルマニウム化合物を与えた。特に、本反応は短時間の可視光照射によって高い変換効率を示し、１４族元素系機能性分子の迅速合成への応用が期待される。
２）アルキンの位置・立体選択的チオホウ素化反応
本研究では、ホウ素化合物の優れた Lewis 酸性を活かし、容易に調製可能なボロン酸チオエステルを用いて、位置・立体選択的チオホウ素化反応を開発した。本反応は、初めての cis-付加する選択性を実現し、trans-体への効率的な幾何異性化する手法も見出した。本手法によって、有機分子に複数のヘテロ元素を「一気に」「自在に」導入することが可能で、多官能基化された機能性分子の合成への応用が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
２０２２年度は、電子励起状態の積極利用を基盤とする１４ 族元素化学新反応、新手法の創出を目指した研究に取り組んだ。その為に、昨年度は、可視光駆動型１４族元素ラジカル種の迅速かつ効率的な発生法を開発した。この結果の一部は、Org. Lett. 誌に掲載された。さらに、ヘテロ元素の潜在能力を引き出す分子設計・反応設計を行い、初めてのアルキンに対する位置・立体選択的チオホウ素化反応を見出した。本研究成果の一部は日本薬学会 第１４３年会に報告され、優秀発表賞を受賞した。現在は国際誌への投稿論文を作成している。以上により、現在までの研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
２０２３年度の研究は、２０２２年度に引き続き、励起状態促進型１４族元素反応活性種の発生及び導入反応の開発を継続する予定で、１３、１５、１６族元素（ホウ素、リン、硫黄など）の特性を活かした分子変換反応の開発についての研究も展開する。特に、１３族元素の 優れた Lewis 酸性や１５、１６族元素の穏やかな Lewis 塩基性などの特性を利用して、従来のない新規元素化学反応の開発およびヘテロ元素系機能性分子の創製への応用に取り組む。
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| Causes of Carryover |
２０２２年度前半までは主に計算化学を用い、可視光による１４族元素―炭素結合のホモリティック開裂及び１４族元素ラジカル種の発生についての反応設計・分子設計を展開した。後半から、実験的な研究を行い、反応開発に取り組んできた。そのために、昨年度の研究費の一部は予定通りに使用された。また、研究室の別予算により本研究における費用（消耗品など）の一部が支払われたこともある。未使用金額（618,450円）は、２０２３年度の物品費（実験器具や他の消耗品）などに繰越する。
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