2023 Fiscal Year Research-status Report

二官能性補助分子を分子外配向基としたC-H活性化反応の開発と実践的合成への応用

Research Project

Project/Area Number	23K06025
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	澤田大介岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (00338691)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Keywords	C-H activation / 二官能性補助分子 / アルケニル化反応 / 分子外配向基
Outline of Annual Research Achievements	本年度は、様々なルイス塩基部位を有する二官能性補助分子を合成した。母格として、アミノエタノール、あるいはアミノプロパノールを用い、これらにルイス塩基としてアミド構造、ピリジン、チオフェン、ジフェニルフォスフィンを有する化合物を合成した。これらを用いて、アニソールを基質としたPd触媒とアクリル酸エチルによるアルケニル化反応を行った。その結果、ピリジン、チオフェン含有の補助分子では中程度の収率とオルト位選択性の向上が見られた。さらに、ジフェニルフォスフィン含有補助分子の場合は、収率は低下したものの非常に高いオルト位選択性が得られた。ここで、ルイス酸としては反応中の酸化剤として用いた酢酸銀がその役目を行っていると考え、Agに代わる他の金属種を加えてルイス酸の機能を探った。その結果、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酢酸ランタンにおいて選択性の改善が見られた。続いて、基質適応範囲を探るべく、アニソールのメチル基をエチル基、フェニル基に代えたもの、さらにTBSエーテル、各種ハロベンゼンを用いて反応を行った。その結果、エーテル類ではいずれもオルト位選択性が向上し、特に嵩高いTBS基を有する基質のコントロールではほぼパラ位選択的な反応が、オルト位が優先するまで向上した。以上は、ジフェニルフォスフィン含有補助分子で見られるものであるが、収率の低下が問題となっている。収率の改善を図るべく、酸化剤の検討を行なったが、現状では酢酸銀を超える結果をもたらす酸化剤は得られていない。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 二官能性補助分子としての基本骨格が定まり、その中で種々のルイス塩基部位を探索したところジフェニルフォスフィンが有効であることがわかった。収率の改善がなされれば、トップジャーナルへの論文投稿を行えるレベルであると考えている。
Strategy for Future Research Activity	上記のアルケニル化反応において、収率の改善に全力で取り組む。収率が低下する要因として、補助分子と基質の複合体が休止状態に入り、これによって反応の進行が妨げられている可能性が考えられる。ここで、金属触媒はルイス塩基に適切に配位できていることが予想されているので、基質の配位の効率を挙げる、あるいは適切な基質の配位様式が起こっているか精査し、補助分子のデザインの変更などを検討したい。その際、新たなルイス塩基部の探索を視野に入れ、チオアミド基やカルベンを候補として考えている。他のアプローチとして、反応条件の変更による収率の向上を再度点検し、反応時間、反応温度、試薬（アクリル酸エチル）の当量や代替試薬の検討などを行う。