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反芳香族16πポルフィリンの創製と新規カルベン配位子を用いた遷移金属触媒の開発

Research Project

Project/Area Number 12J03161
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

菅原 峻  広島大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsポルフィリン / 反芳香族性 / 酸化 / カルベン / 光分解 / 低配位金属錯体 / クムレン / 三座配位子 / 一重項カルベン / 遷移金属触媒
Outline of Annual Research Achievements

(a)反芳香族16πポルフィリンの単離と性質解明
18π電子系のポルフィリンは芳香族性を示す一方、二電子酸化された16πポルフィリンは反芳香族性を示すため、その単離例は限られている。当研究室では、非常に大きな立体歪みにより安定化した16πポルフィリン無金属体を初めて単離し、構造解析と性質解明に成功した。本研究では、立体的な固定化により完全平面な16πポルフィリンが実現できると考え、その単離と反芳香族性評価を目指した。8段階全収率3%で縮環前のモノ-アントラセン導入体の合成に成功し、続く低温での酸化的カップリング反応によって、目的の18π前駆体の合成にも成功した。
(b)新規なカルベン配位子の開発と遷移金属触媒への応用
カルベンは二価の中性炭素化学種であり、不安定中間体として知られている。本研究では、環状芳香族カルベンを基盤骨格として隣接する2つの炭素原子を有するカルベンの単離及び性質解明を目的とした。環状芳香族カルベンは架橋原子Xによって基底状態が変化するという特異な性質を有するものの短寿命種であるため、基盤骨格への遠隔窒素原子の導入により安定化を試みた。本年度は、1,8位に置換基を導入した系での光分解反応及び金属錯体への応用、C4クムレン合成への応用、三座配位子系への展開の三つの指針で研究を進めた。ジアゾ化合物の光分解反応では、低温での遊離のカルベンの発生を観測し、過渡吸収スペクトル測定による寿命観測にも成功した。さらに、1,8位にフェニル基を有する系では、単離例の希少な14電子Pd錯体の単離に成功した。また、1,8位にフェニル基を有する骨格では、C4クムレンの単離にも成功し、そのラジカルカチオン種が空気中でも安定であることを示した。三座配位子系では、1,8位へのリン原子の導入に成功し、金属錯体への応用を可能にした。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 1,8-Disubstituted Xanthylidene-based Remote Carbenes: Photolytic Generation and Isolation of Low-coordinate Palladium(II) Complex2015

    • Author(s)
      Sugawara, S.; Abe, M.; Fujiwara, Y.; Wakioka, M.; Ozawa, F.; Yamamoto, Y.
    • Journal Title

      European Journal of Inorganic Chemistry

      Volume: 3 Issue: 3 Pages: 534-541

    • DOI

      10.1002/ejic.201403017

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Isolation of a Neutral Boron-Containing Radical Stabilized by a Cyclic (Alkyl)(Amino)Carbene2014

    • Author(s)
      Bissinger, P.; Braunschweig, H.; Damme, A.; Krummenacher, I.; Phukan, A. K.; Radacki, K.; Sugawara, S.
    • Journal Title

      Angewante Chemie International Edition

      Volume: 53 Issue: 28 Pages: 7360-7363

    • DOI

      10.1002/anie.201403514

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Alternative synthetic route toward octaisopropylporphyrins and structural deformation caused by a meso-butyl group2014

    • Author(s)
      Sugawara, S.; Kakui, T.; Yamamoto, Y.
    • Journal Title

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      Volume: 18 Issue: 10n11 Pages: 975-981

    • DOI

      10.1142/s1088424614500801

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of the most anti-aromatic 16π porphyrin : an octaethylporphyrin zinc(II) complex with no meso-substituents2013

    • Author(s)
      Shogo Hiramatsu, Shun Sugawara, Satoshi Kojima, Yohsuke Yamamoto
    • Journal Title

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      Volume: 17 Issue: 12 Pages: 1183-1187

    • DOI

      10.1142/s1088424613501009

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of new cyclic aromatic carbene ligands bearing remote amino groups and their palladium(II) complexes2012

    • Author(s)
      Shun Sugawara, Satoshi Kojima, Yohsuke Yamamoto
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 48 Issue: 78 Pages: 9735-9737

    • DOI

      10.1039/c2cc33510g

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Isolation of A Carbene-Stabilized Neutral Boryl Radical2014

    • Author(s)
      Bissinger, P.; Braunschweig, H.; Damme, A.; Krummenacher, I.; Phukan, A. K.; Radacki, K.; Sugawara, S.
    • Organizer
      The 26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC2014)
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-07-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Observation of New Xanthylidene Derivatives and the Substituent Effect on the 1,8-Positions2014

    • Author(s)
      Sugawara, S.; Fujiwara, Y.; Abe, M.; Yamamoto, Y.
    • Organizer
      The International Symposium on Reactive Intermediates and Unusual Molecules 2014 (ISRIUM2014)
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2014-04-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Xanthylideneを母骨格とした新規カルベンの発生と1,8-位への置換基導入の効果2013

    • Author(s)
      菅原 峻、藤原好恒、安倍 学、山本陽介
    • Organizer
      第24回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規な環状芳香族カルベン配位子の合成と遷移金属触媒への応用2012

    • Author(s)
      菅原 峻、山本陽介
    • Organizer
      第23回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      京都府京都市
    • Year and Date
      2012-09-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis, Chearacterization, and Spectroscopic Analysis of Anti-aromatic 16π Benzofused Metalloporphyrins2012

    • Author(s)
      Shun Sugawara, Satoshi Kojima, Yohsuke Yamamoto, John Mack, Nagao Kobayashi, Zhen Fu, Karl M. Kadish, Young Mo Sung, Kil Suk Kim, Dongho Kim
    • Organizer
      7^<th> International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-7)
    • Place of Presentation
      韓国・済州島
    • Year and Date
      2012-07-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of New Carbene Ligands and Their Metal Complexes2012

    • Author(s)
      Shun Sugawara, Yohsuke Yamamoto
    • Organizer
      The 10^<th> International Conference on Heteroatom Chemistry (ICHAC-10)
    • Place of Presentation
      京都府宇治市
    • Year and Date
      2012-05-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 有機典型元素化学研究室ホームページ

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/hetero2/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/hetero/top.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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