2023 Fiscal Year Research-status Report
Asymmetric Alkane C-H Oxidation via Hypervalent Iodine and Chiral Strong Acid Combination
| Project/Area Number |
23K17909
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
松永 茂樹 京都大学, 理学研究科, 教授 (50334339)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
|
| Keywords | 超原子価ヨウ素 / 酸化 / C-H活性化 / 立体制御 / アルカン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究提案では、求電子性の高い高原子価カチオン性金属触媒とキラル酸をハイブリッド化してきた研究と超原子価ヨウ素I(OCOCF3)3を強酸によって活性化できるという予備知見とを融合させることを目指している。初年度は、超原子価ヨウ素I(OCOCF3)3によるアルカン活性化に関する基礎知見の収集、および、超原子価ヨウ素I(OCOCF3)3によるアルキル超原子価ヨウ素活性種の発生について検討を実施した。その結果、テトラメチルシランと超原子価ヨウ素I(OCOCF3)3からメチル超原子価ヨウ素活性種が－５０度付近という極めて低温条件において温和に発生できることが判明した。さらに、発生させたメチル超原子価ヨウ素活性種のNMR観測によりメチル超原子価ヨウ素化合物の安定性に関する重要な知見を得た。また、メチル超原子価ヨウ素活性種の反応性についても検証を行い、スルホンアミドのような反応性の低い窒素原子とも反応が進行し、アルキル化による活性化とトランスアミド化が進行するという興味深い結果を得ることに成功した。スルホンアミドの活性化は既存手法が限定的であることから、２年目にも探索を継続し、将来的に基盤研究において展開するデータの収集を実施する。また、アルカン活性化に関しては、ブレンステッド酸の添加が活性化に有効であることはわかったが、一方で、反応性の観点からまだ十分とは言えないことも判明した。そこで、２年目では、超原子価ヨウ素に限らず、同族のハロゲンを活用したアルカン活性化を実現する超活性化学種の探索を進めることとした。
|
| 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、超原子価ヨウ素I(OCOCF3)3によるアルカン活性化に関する基礎知見の収集、および、超原子価ヨウ素I(OCOCF3)3によるアルキル超原子価ヨウ素活性種の発生について検討を実施し、概ね予定した通りの進捗である。アルカン活性化に関しては、当初想定したブレンステッド酸では活性化が十分ではないことがわかったが、２年目の計画を立案するための基礎データをしっかりと習得できた。また、アルキル超原子価ヨウ素については、想定以上の成果である。以上を総合的に判断し、概ね順調な進展であると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
アルカン活性化に関しては、ブレンステッド酸の添加が活性化に有効であることはわかったが、一方で、反応性の観点からまだ十分とは言えないことも判明した。そこで、２年目では、超原子価ヨウ素に限らず、同族のハロゲンを活用したアルカン活性化を実現する超活性化学種の探索を進めることとした。また、メチル超原子価ヨウ素活性種の反応性については、新規性の高いものであり、２年目にもさらに学術的に新しい点を追求していくこととした。
|
| Causes of Carryover |
アルカンの活性化に対して、当初想定したブレンステッド酸では活性化が十分ではないことが判明した。そのため、量子化学計算による再予測、および、関連文献の精査による実験計画の微修正を行う必要があった。結果として、実験部分について、当初の計画を次年度に一部回すこととなり、差額が発生した。次年度使用に関しては、当初の全体計画に沿って実験を実施予定であり、執行見込みに問題はないと考えている。
|
