Utilization of Carbene Species for Functionalization of Azaborines

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14609
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Morita Taiki 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80881929)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: アザボリン / カルベン / パラジウム触媒 / 直接官能基化

Outline of Final Research Achievements

The BN heterocycles which contain boron and nitrogen atoms in their ring systems have attracted immense interest in various research fields represented by organic luminescent materials. In addition, recent studies revealed their great potential as bioactive molecules. To produce novel materials based on BN heterocycles, it is natural that the development of novel functionalization methods for BN heterocycles is required. In this work, we investigated the utilization of carbene species for direct functionalization of 1,2-azaborines. As a result, we found that insertion of free carbenes into the N-H bond to afford corresponding coupled product. Further studies on functionalization of metal allenylidenes led us to discover palladium-catalyzed B-allenylation of 1,2-azaborines.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

1,2－アザボリン類の新規官能基化法として、カルベン種を用いることで窒素原子上への位置選択的な置換基導入が可能となった。N-H結合の選択的な活性化法は前例がなく、学術的に興味深い。本反応は温和な条件下で進行し、化学量論量の高反応性試薬を用いる必要もないため、多官能性誘導体の合成における利用が期待できる。また、開発したパラジウム触媒を用いたB－アレニル化反応では、未知の反応活性種が関与していることが強く示唆されており、学術的に意義深い発見といえる。これらの手法により、既知法では得難い誘導体群を容易に合成できることから、本研究はBN芳香族化合物を基軸とした新規医農薬品の創出に貢献できる。