2022 Fiscal Year Annual Research Report
Precise Synthesis of Asymmetric Organosilicon Compounds Using Functionalized and Asymmetric Silylboranes
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22H00318
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
伊藤 肇 北海道大学, 工学研究院, 教授 (90282300)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 朋宏 静岡大学, 理学部, 講師 (50638187)
久保田 浩司 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60824828)
陳 旻究 北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 准教授 (90827396)
高見澤 聡 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 教授 (90336587)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 有機ケイ素化合物 / 光学活性 / シリルボラン / 光学材料 / 力学材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機ケイ素化合物は、通常の有機化合物と比べると複雑な非対称構造を合成することが難しい。これは炭素に比べてケイ素が電気的に陽性な元素であるため、ケイ素求核剤（ケイ素アニオン）の発生が難しいことに起因する。申請者らは、これまでにシリルボランの一般的合成法を開発し、これをケイ素求核剤の前駆体として用いることで、このケイ素化学における長年の課題を解決しつつあった(J. Am. Chem. Soc. 2020; Chem. Sci. 2021)。この方法を用いれば、これまで合成できなかった官能基をもつシリルボランや、ケイ素上に不斉中心をもつ光学活性シリルボランが合成できた (論文投稿中）。本研究はこれらの基礎的な知見のもと、複雑な構造を持つケイ素求核剤前駆体の合成とケイ素求核剤発生の方法を確立し、非対称有機ケイ素化合物の精密合成を達成することを目的とする。本年度は光学活性シリルボランから、官能化および光学活性ケイ素求核剤をラセミ化させずに発生させることに成功し、ケイ素求核剤の可能性を飛躍的に拡大させた。また、2-methoxyphenyl基を持つシリルボランを用いれば、MeLiなどによる活性化でケイ素－ケイ素結合を形成させた後、2-methoxyphenyl基を効率良くクロロ基に変換できることを明らかにした。この新たに生じたSi-Cl結合は、さらにMeLiで活性化した別のシリルボランと反応させる事で、ケイ素－ケイ素結合を伸長させることができた。この方法は、非常にオリゴシランの連続合成(iterative synthesis)を可能とし、これまでに例のない複雑な有機ケイ素化合物を合成する新たな方法を提供する（論文リバイス中）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究計画では、最初の1-2年目で光学活性シリルボランの合成方法を確立し、これを用いた誘導反応を検討することであったが、これについては1年目で
ほぼ研究を完了した。研究計画で2-4年目に実施予定であった、官能性シリルボランを用いたオリゴシランの連続合成法について、現在1年目で基本原理をほぼ確立し、論文発表できるところまで到達している（現在論文リバイス中）。また、ケイ素化合物および関連のホウ素化合物合成の研究成果として、銅(I)触媒によるシリルホウ素化など（ACS Org. Inorg. Au 2023, 104; Eur. J. Org. Chem. 2022, e202200664)、原料合成の効率化のためのメカノケミカル反応の開発 (Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202207118, Beilstein J. Org. Chem. 2022, 18, 855) などで成果を上げている。このような点から、当初予定以上に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の2年目以降に予定しているプロキラルなジアルキルジヒドロシランの直接不斉ホウ素化による光学活性シリルボランの合成には成功していない。これに関しては、触媒の選定、不斉配位子のスクリーニング、さらには計算化学を援用した配位子デザインを行うことにより達成を目指す。また、光学活性ジシランを合成して、CPL特性発現に関する検討も行う。
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