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極安定カルボアニオンの構造特性の解明と利用

研究課題

研究課題/領域番号 17K08224
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 化学系薬学
研究機関東京薬科大学

研究代表者

矢内 光  東京薬科大学, 薬学部, 准教授 (10408685)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード有機化学 / 薬学 / カルボアニオン / 炭素酸 / push-pullアルケン / 構造化学
研究成果の概要

有機化学において,カルボアニオンは一般に不安定で反応性の高い化学種とされている。一方で,研究代表者は「超強酸性炭素酸」を求める研究の途上,単離可能なカルボアニオン含有塩を見いだした。本研究では,この極安定カルボアニオンに焦点をあて,有機分子にカルボアニオン置換基を導入する手法の開発と,得られた化合物の精緻な構造化学研究を進めた。双性イオン構造をもつ窒素およびリンベタインを合成し,[Tf2CR]-型カルボアニオンの極めて低い反応性を示した。また,Tf2C=C(NHR)2型push-pullエチレンを合成し,それらの分極した炭素-炭素結合について,理論・実験両面から結合状態を解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の結果,[Tf2C]-構造を含む塩の信頼できる合成手法が開発された。さらに,構造化学研究から,この種のカルボアニオンの際立って低い反応性とTf基による安定化効果の一端を解明した。上述の研究成果は,カルボアニオンを含む原子団が,概念的に全く新しい「置換基」となり得ることを意味しており,その導入に基づく機能性分子の開発が期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] CSIC/Universidad Complutense de Madrid(スペイン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Universitut Bremen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] CSIC/Universidad Complutense de Madrid(スペイン)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Universitat Bremen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CSIC/Universidad Complutense de Madrid(スペイン)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Universitut Bremen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Catalyst-free bis(triflyl)ethylation/benzannulation reaction: rapid access to carbazole-based superacidic carbon acids from alkynols2020

    • 著者名/発表者名
      Martin-Mejias, I.; Aragoncillo, C.; Yanai, H.; Hoshikawa, S.; Fujimoto, Y.; Matsumoto, T.; Almendros, P.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 12 ページ: 1795-1798

    • DOI

      10.1039/c9cc08930f

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Trifluorosulfonylation cascade in allenols: stereocontrolled synthesis of bis(triflyl)enones2020

    • 著者名/発表者名
      Lazaro-Milla, C.; Macicior, J.; Yanai, H.; Almendros, P.
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 26 号: 41 ページ: 8983-8989

    • DOI

      10.1002/chem.202001236

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical bonding in polarised push-pull ethylenes2019

    • 著者名/発表者名
      Yanai, H.; Suzuki, T.; Kleemiss, F.; Fukaya, H.; Dobashi, Y.; Malaspina, L. A.; Grabowsky, S.; Matsumoto, T.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 26 ページ: 8839-8844

    • DOI

      10.1002/anie.201904176

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Stable Phosphorus Carbabetaines2018

    • 著者名/発表者名
      Yanai, H.; Almendros , P.; Takahashi , S.; Lazaro-Milla, C.; Alcaide, B.; Matsumoto, T.
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 13 号: 15 ページ: 1956-1961

    • DOI

      10.1002/asia.201800769

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transition metal-free controlled synthesis of bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]ethyl-decorated heterocycles2018

    • 著者名/発表者名
      Almendros, P.; Yanai, H.; Hoshikawa, S.; Aragoncillo, C.; Lazaro-Milla, C.; Toledano-Pinedo, M.; Matsumoto, T.; Alcaide, B.
    • 雑誌名

      Organic Chemistry Frontiers

      巻: 5 号: 21 ページ: 3163-3169

    • DOI

      10.1039/c8qo00955d

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 2-(Pyridinium-1-yl)-1,1-bis((perfluoroalkyl)sulfonyl)ethan-1-ide: a practical reagent for synthesis of strongly acidic 1,1-bis((perfluoroalkyl)sulfonyl)alkanes2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 23 号: 34 ページ: 8203-8211

    • DOI

      10.1002/chem.201700515

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of Novel Hydrogen-bonding Donor Organocatalysts and Their Application to Asymmetric Direct Aldol Reaction2017

    • 著者名/発表者名
      H. Akutsu, K. Nakashima, H. Yanai, A. Kotani, S. Hirashima, T. Yamamoto, R. Takahashi, A. Yoshida, Y. Koseki, H. Hakamata, T. Matsumoto, T. Miura
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 28 号: 11 ページ: 1363-1367

    • DOI

      10.1055/s-0036-1558971

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] カルボアニオン含有塩の合成と有機触媒としての利用2017

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 68 ページ: 73-78

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 含フッ素カルボアニオン構造による蛍光色素の物性制御2020

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ビニル型カルボカチオン中間体への分子内求核付加反応における極安定カルボアニオンの反応性2020

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 含フッ素強酸性置換基の導入による蛍光色素の溶解性制御2019

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第42回 フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] トリフリル基で安定化されたカルボアニオンの反応性:ビニル型カルベニウムイオンに対する結合形成と化学選択性2019

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第42回 フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 1,1-Bis(triflyl)ethylation reaction of heterocyclic compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 学会等名
      9th European Symposium on Fluorine Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultimately Polarised Push-Pull Ethylenes: Unusual Conformational Behaviour and its Application2018

    • 著者名/発表者名
      H. Yanai
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Fluorine Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トリフリル基で安定化されたカルボアニオン構造をもつリンベタインの合成と構造化学2018

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第41回 フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 複素環に対する強酸性炭素酸構造の導入法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第41回 フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高度に分極したPush-pull エチレンの構造特性の解明と触媒応用2018

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第44回 反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2,2-ビス(トリフリル)-1,1-ジアミノエチレン:ユニークな動的構造をもつ新たな水素結合供与体2018

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第11回 有機触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 含窒素複素環に対するビス(トリフリル)エチル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会 第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2,2- ビス(トリフリル)-1,1- ビス(アリールアミノ)エチレンの化学修飾2018

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会 第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 強酸性炭素酸の合成を指向した複素環式芳香族化合物の2,2-ビス(トリフリル)エチル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会 第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高度に分極したジアリール push-pull エチレンにおける化学変換2018

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会 第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭素ジアニオン等価体の合成素子としての利用2018

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会 第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Highly Polarized Push-pull Ethylenes: Synthesis, Structure and Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 学会等名
      26th French-Japanese Symposium on Medicinal and Fine Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高度に分極したpush-pullエチレンの合成2017

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第43回 反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ペルフルオロアルキルスルホニル基で置換されたpush-pullエチレンの合成とその動的立体構造2017

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      フルオラス科学研究会 第10回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 有機分子触媒の開発と工業利用2018

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 総ページ数
      333
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] https://www.ps.toyaku.ac.jp/Org_Synth/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.ps.toyaku.ac.jp/Org_Synth/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 東京薬科大学薬学部 薬品製造学教室

    • URL

      https://www.ps.toyaku.ac.jp/Org_Synth/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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