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2015 年度 実績報告書

触媒的芳香環構築による官能性環状π共役分子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 15H03775
研究機関東京工業大学

研究代表者

田中 健  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (40359683)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード有機合成化学
研究実績の概要

Rh(I)+/H8-BINAP錯体触媒を用いると、2つのフェニル基と1つのジメトキシシクロヘキサジエニル基で架橋されたジインとアセチレンジカルボン酸ジt-ブチルエステル(DTBAD)との化学および位置選択的完全分子間交差環化三量化反応が室温で進行し、[12]CPP前駆体(pre-[12]CPP)が得られた。次いでNa-Naphthalenideを作用させると還元的芳香環化が進行し、6つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[12]CPPが得られた。また、2つのフェニル基と1つのジヒドロナフチル基で架橋されたジインとDTBADとの反応では、[12]および[16]CPP前駆体(pre-[8] and [12]CPP)が得られた。次いでDDQを作用させると酸化的芳香環化が進行し、6つおよび8つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[12]および[16]CPPが得られた。さらに、1つのジメトキシシクロヘキサジエニル基で架橋され、アルキン末端が水素およびシリル基であるジインとアセチレンジカルボン酸ジt-ブチルエステル(DTBAD)との化学および位置選択的完全分子間交差環化三量化反応を段階的に行うことにより、[8]CPP前駆体(pre-[8]CPP)が得られた。次いでNa-Naphthalenideを作用させると還元的芳香環化が進行し、8つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[8]CPPが得られた。

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

本研究の目的としていた、6つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[12]CPPに成功し論文発表したのみならず、ジメトキシナフチル基および6つおよび8つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[12]および[16]CPPの合成にも成功した。さらに、化学および位置選択的完全分子間交差環化三量化反応を段階的に行うことにより、8つのt-ブトキシカルボニル基をもつ[8]CPPの合成にも成功した。このように、本研究は当初の計画以上に進展しており、申請者の反応設計が、新しい官能性環状π共役分子の創製に極めて有用であることを実証することができた。

今後の研究の推進方策

今後は、現在までの進捗状況で見出され結果を論文としてまとめ発表することをまずおこなう。そして、(1)完全分子間交差環化三量化反応による[8]および[12]シクロパラフェニレン合成の大量合成に向けた最適化、(2)段階的な完全分子間交差環化三量化反応による[4]シクロパラフェニレン合成、(3)完全分子間自己環化三量化反応による分岐型シクロパラフェニレン合成、について検討する予定である。さらに、(4)半分子内交差環化三量化反応によるカーボンナノリング合成、(5)不斉合成への展開、(6)官能基変換による誘導体合成への展開、(7)様々なサイズと芳香環をもつカーボンナノリング/カーボンナノベルト合成への展開、および(8)C-H結合官能基化による触媒的芳香環構築反応の利用、についても初期的知見を得ることを目指す。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed [2+2+2] Cycloaddition-Aromatization of 1,6-Diynes with Cyclic Enol Ethers at Room Temperature2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Aida, S. Tooriyama, Y. Kimura, H. Hara, Y. Shibata, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: 2016 ページ: 132-138

    • DOI

      DOI: 10.1002/ejoc.201501282

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Functionalized Benzobarrelenes and Azabenzobarrelenes by Rhodium-Catalyzed [2+2+2] Cycloaddition2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyauchi, Y. Shibata, K. Tanaka*
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 45 ページ: 86-88

    • DOI

      doi.org/10.1246/cl.150925

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cationic Rhodium(I)/BIPHEP Complex-Catalyzed Cross-Cyclotrimerization of Silylacetylenes and Unsymmetrical Electron-Deficient Internal Alkynes2015

    • 著者名/発表者名
      A. Heya, T. Namba, J. Hara, Y. Shibata, K. Tanaka*
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 56 ページ: 4938-4942

    • DOI

      DOI: 10.1002/ejoc.201501282

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Concise Synthesis and Facile Nanotube Assembly of a Symmetrically Multi-Functionalized Cycloparaphenylene2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyauchi, K. Johmoto, N. Yasuda, H. Uekusa, S. Fujii, M. Kiguchi, H. Ito, K. Itami, K. Tanaka*
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 21 ページ: 18900-18904

    • DOI

      DOI: 10.1002/chem.20150418521

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ロジウム触媒によるアルキンの環化三量化および還元的芳香族化による官能基化されたシクロパラフェニレンの合成2016

    • 著者名/発表者名
      西垣 柊平・宮内 祐太・福井 実穂・柴田 祐・田中健
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学、京都
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いた[2+2+2]付加環化反応による官能基化ベンゾバレレンの合成2016

    • 著者名/発表者名
      宮内 祐太・柴田 祐・田中 健
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学、京都
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いた1,6-ジインと環状アルケンとの不斉[2+2+2]付加環化反応2016

    • 著者名/発表者名
      會田 侑正・柴田 祐・田中 健
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学、京都
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Synthesis, properties, and structure of functionalized cycloparaphenylene2015

    • 著者名/発表者名
      Yuta Miyauchi・Ken Tanaka
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii、USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Rhodium-catalyzed chemo-, regio-, and enantioselctive cross-trimerization reactions of three different unsaturated compounds2015

    • 著者名/発表者名
      Ken Tanaka
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii、USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gold-catalyzed enantioselective synthesis of azahelicenes2015

    • 著者名/発表者名
      Ken Tanaka
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii、USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 芳香環構築による高歪み芳香族化合物の合成2015

    • 著者名/発表者名
      田中 健
    • 学会等名
      有機合成化学協会東海支部総合講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-12-12
    • 招待講演
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いた1,6-ジインと環状エノールエーテルの[2+2+2]付加環化反応2015

    • 著者名/発表者名
      會田 侑正・通山 紫乃・宮内 祐太・木村 雄貴・柴田 祐・田中 健
    • 学会等名
      第5回 CSJ化学フェスタ2015
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京
    • 年月日
      2015-10-13 – 2015-10-15
  • [学会発表] C3対称シクロパラフェニレンヘキサカルボン酸エステルの合成と自己集合特性2015

    • 著者名/発表者名
      宮内祐太・藤井慎太郎・上本紘平・安田伸広・伊藤英人・伊丹健一郎・植草秀裕・木口学・田中 健
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed [2+2+2] Cycloaddition of 1,6-Diynes with Cyclic Enol Ethers2015

    • 著者名/発表者名
      Yukimasa Aida, Shino Tooriyama, Yuta Miyauchi, Yuki Kimura, Yu Shibata, Ken Tanaka
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Intermolecular Alkyne Cyclotrimerization Route to a Functionalized Cycloparaphenylene2015

    • 著者名/発表者名
      Yuta Miyauchi, Shintaro Fujii, Kohhei Johmoto, Nobuhiro Yasuda, Hideto Ito, Kenichiro Itami, Hidehiro Uekusa, Manabu Kiguchi, and Ken Tanaka
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] 高歪み芳香族化合物の合成:芳香環構築によるアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      田中 健
    • 学会等名
      有機合成化学協会関西支部夏期セミナー
    • 発表場所
      大阪科学技術センター
    • 年月日
      2015-09-02
    • 招待講演
  • [図書] Metal-Catalyzed [2+2+2] Cycloaddition, Science of Synthesis, Metal-Catalyzed Cyclization Reactions2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, Y. Shibata
    • 総ページ数
      54
    • 出版者
      Thieme

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公開日: 2017-01-06  

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