2023 Fiscal Year Research-status Report

特殊官能基を有するビニルヨーダンの新規合成法と官能基変換に関する研究

Research Project

Project/Area Number	23K14319
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	松本拓也金沢大学, 薬学系, 助教 (40800214)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2025-03-31
Keywords	超原子価ヨウ素化合物
Outline of Annual Research Achievements	結合の分極による電荷の偏りは化学結合の生成/切断に関わり、合成化学の根幹をなす重要な現象の一つである。それゆえに、炭素原子上に極端に強い分極を発生させる官能基や（例えばそれらの組み合わせによる）特異な分極形態を有する構造は、その物性を使用した新規材料の創生や、反応特性を利用した新規反応の開発に繋がりうるため、有機化学者の興味を引いてやまない。三価の超原子価ヨウ素基（ヨーダニル基）は、Hammettの置換基定数σp値が1.37に達し、一般的に強い電子求引基とされているニトロ基の0.81を大きく上回る超電子求引性置換基である。例えば、ヨーダニル基がsp2混成炭素原子に結合したビニルヨーダンはsp2混成炭素原子上において、求核剤による付加脱離反応・SN1反応・SN2反応等の様々な機構を経たヨーダニル基の置換反応が報告されている。それゆえビニルヨーダンは、ビニルカチオン等価体とみなすことが可能である。このようにヨーダニル基が一つ結合しカチオン等価とみなされる炭素原子上に、例えば更に電子供与性基を導入してアニオンの性質を付与した化合物（カチオン等価部位＋アニオン等価部位）、もしくは電子求引性基を導入して更に追加でカチオンとしての性質を付与した化合物（ジカチオン等価体）は、単純なカチオン等価体とみなされるヨーダン類とは異なる反応特性を示すことが期待される。本年度は、代表者らが見出したヨーダニル基が同一sp2混成炭素原子に結合したビニルヨーダン（ビスヨーダン）について、各置換基（主にエチレン母骨格に結合したアリール基およびヨードニオ基の芳香環部）の構造一般性、およびその反応特性の解明を行った。その結果、各置換基がビスヨーダンの生成に与える影響の解明、ならびに二つのヨーダニル基を位置選択的に求核剤により置換することに成功した。本年度は、本成果を基に３件の学会発表を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 初年度は、ヨーダニル基が同一sp2混成炭素原子に結合したビニルヨーダン（ビスヨーダン）について、各置換基（主にエチレン母骨格に結合したアリール基およびヨードニオ基の芳香環部）の構造一般性、およびその反応特性の解明を行った。構造一般性の解明検証では、母骨格に結合するアリール基上の置換基を電子的もしくはその結合位置を変えた場合、幅広い原料基質種類由来のビスヨーダンが生成することがわかった。ヨードニオ基の芳香環部においても、フェニル基に限らずいくつかの構造が許容されることがわかった。反応特性の解明検証では、異なる求核剤を用いて二つのヨードニオ基を位置選択的かつ段階的に置換することに成功した。これらの検証に関して学会発表を３件行った。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。
Strategy for Future Research Activity	次年度では初年度に予備的な結果が出たビスヨーダンの求核剤によるヨーダニル基の置換反応の検証に主に注力し、適用可能な求核剤種の拡充に向けた条件探索を行う。
Causes of Carryover	効率的な研究遂行に努めた結果、当初見込んでいた試薬代を圧縮することができたため。