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アンモニウム-π相互作用を基盤とする不斉光環化反応制御

研究課題

研究課題/領域番号 20K05490
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

山田 眞二  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (30183122)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード選択的合成 / カチオンーπ相互作用 / 光化学反応 / 共役イミニウム塩 / [2+2]光二量化反応 / 共役カルボニル化合物 / アンモニウム塩 / Norrish-Yang反応 / 共役イミニウム / MacMillan触媒 / テトラアルキルアンモニウム塩 / キヌクリジノール / 3-アミノキヌクリジン / イミダゾリジノン誘導体 / カチオン-π相互作用 / アンモニウム-π相互作用 / 不斉光環化反応 / エナンチオ選択性 / ジアステレオ選択性
研究開始時の研究の概要

有機光反応はエネルギーの高い励起状態から反応が起こるため、立体選択性の制御が難しいという課題がある。本研究では、これまで申請者らが新たな相互作用として有機合成への利用について検討を行って来た「カチオン-π相互作用」に着目し、様々な光化学反応においてキラルアンモニウム塩を用いることで、ジアステレオならびにエナンチオ選択性を発現し得ることを明らかにする。これにより、カチオン-π相互作用を利用することで、従来達成が難しかった立体選択的光環化反応の一般的方法論を確立することを目的としている。

研究成果の概要

本研究課題では、イミニウムまたはテトラアルキルアンモニウムとπ面との相互作用により、次の二つの光反応、(1)共役イミニウム塩の[2+2]光二量化反応、(2)アンモニウム塩存在下におけるオキサゾリジノン類のNorrish-Yang反応、における位置並びに立体選択性の発現について種々検討を行った。その結果、従来の方法では得られなかった立体化学を有する付加体および環化体が高い選択性で得られることを見出した。これらの成果は、イミニウム-π相互作用による結晶の配列制御およびアンモニウムと基質との相互作用による反応の遷移状態の制御が達成できたことによると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

カチオンーπ相互作用は、カチオンとπ面との相互作用であり1,2)、近年、有機合成分野において本相互作用の利用が注目を集めている3)。本研究では、分子間イミニウム-π相互作用、および基質とテトラアルキルアンモニウムとのカチオン-π相互作用により、従来困難であった生成物の立体化学を制御することができた。これにより、カチオン-π相互作用の有機合成化学への更なる有用性を示すことができた。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (8件) 図書 (1件)

  • [学会発表] Norrish-Yang 反応を用いた新規イミダゾリジノン誘導体の合成2022

    • 著者名/発表者名
      岩田真歩・山田眞二
    • 学会等名
      第51回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] α,β-不飽和イミニウム塩の結晶構造と選択的固相[2+2]光付加環化反応2022

    • 著者名/発表者名
      本田悠佳・山田眞二
    • 学会等名
      第30回有機結晶シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] カチオン-π相互作用によるα,β-不飽和イミニウム塩の選択的固相 [2+2] 光付加環化反応2022

    • 著者名/発表者名
      本田 悠佳・山田 眞二
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] キノリニウム塩の光誘起電子移動による三環性化合物の生成2022

    • 著者名/発表者名
      宮本 理歩・山田 眞二
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] イミダゾリジノン類のNorrish-Yang反応における第4級アンモニウム塩添加の影響2022

    • 著者名/発表者名
      岩田 真歩・山田 眞二
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] カチオン-π 相互作用による α,β-不飽和イミニウム塩の 選択的[2+2]光付加環化反応2021

    • 著者名/発表者名
      本田悠佳・山田眞二
    • 学会等名
      光化学討論会2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] α-ケトアミド基を有するキヌクリジン誘導体の光反応2021

    • 著者名/発表者名
      宮本 理歩・山田 眞二
    • 学会等名
      光化学討論会2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アンモニウム-π相互作用を利用するイミダゾリジノン類の立体選択的Norrish-Yang 反応2021

    • 著者名/発表者名
      中島華子・山田眞二
    • 学会等名
      日本化学会第101春期年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] The Cation-π Interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Shinji Yamada
    • 総ページ数
      199
    • 出版者
      Springer Nature
    • ISBN
      9789811973345
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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