| 研究課題/領域番号 |
22K19031
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分33:有機化学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
鳶巣 守 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (60403143)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
|
|---|
| キーワード | N-ヘテロ環カルベン / 炭素原子等価体 / 増炭反応 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
電気的に中性な炭素種の中で最も電子数の少ない「原子状炭素」の等価体として機能する分子を開発するために、本研究ではNHCという取り扱い容易な有機化合物が、炭素原子等価体として利用可能であることを実証する。原子状炭素は原理的に４つの置換基を新たに導入することが可能なため、短工程での複雑分子構築のための理想的な手法となる。本研究では、原子状炭素等価体として機能するNHCおよびその類縁体を開発し、４つの共有結合を一段階で形成する新しい有機合成反応（「炭素埋め込み反応」）の開発を目指す。
|
| 研究実績の概要 |
電気的に中性な炭素種の中で最も電子数の少ない「原子状炭素」の等価体として機能する分子を開発するために、本研究ではNHCという取り扱い容易な有機化合物が、炭素原子等価体として利用可能であることを実証する。原子状炭素は原理的に４つの置換基を新たに導入することが可能なため、短工程での複雑分子構築のための理想的な手法となる。本研究では、原子状炭素等価体として機能するNHCおよびその類縁体を開発し、４つの共有結合を一段階で形成する新しい有機合成反応（「炭素埋め込み反応」）の開発を目指した。
予備検討の結果、α,β-不飽和アミドとN－ヘテロ環状カルベン（NHC）とを反応させたところγ-ラクタムが生成することを発見した。本予備結果を基盤として下記の結果を得た。
（１）基質の適用範囲の調査：様々な不飽和アミドを検討したところ、ハロゲン基などのいくつかの官能基が許容されることがわかった。さらに、医薬品由来の複雑なアニリン由来の不飽和アミドからも効率よく炭素原子埋め込み反応が進行することを明らかにした。
（２）反応機構：NHCの２位を13Cで標識した化合物を用いて、導入炭素の位置を確定するとともに、NHCの２位炭素原子が炭素源になっていることを実証した。
（３）合成化学的応用：生成物であるガンマラクタムの構造修飾をおこなった。例えば、各種還元条件を使い分けることによりピロリジンやピロールへと環骨格を変換することができる。また塩基存在下でマイケル受容体と反応させることで窒素のα位をアルキル化することもできた。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初予定していた炭素埋め込み反応は学術論文としてまとめることができた。反応機構の理論研究も進んでいる。それに加えて、別の形式の炭素埋め込み反応の端緒も見出されており、計画以上に進展していると言える。
|
| 今後の研究の推進方策 |
より詳細な反応機構を明らかにするために中間体の観測や理論科学計算を進める。加えて、NHC以外の化合物を炭素原子等価体として利用する反応開発も進める。
|
