研究課題
有機化合物の炭素-炭素結合を切断し、有用物質に変換できれば、自在なものづくりへの第一歩が拓ける。すなわち炭素―炭素活性化反応を行うことで革新的分子合成技術を開発することを目的とする。既に、当該分野の先駆的な研究成果は多数報告されているものの、特殊な基質を利用しなければならず、合成化学に真に有用な変換反応にはさらなる飛躍を必要としている。本研究では、これまでの知識と経験を基として、明確に標的を定め、分子触媒により分子切断化学の革新を促す。本年度は、芳香環－エステル結合切断型カップリング反応とシクロプロパンのsp3炭素－炭素結合に対するヒドロメタル化反応の開発に着手した。前者に関しては、新規ニッケル触媒存在下、1,3-アゾール類や有機ボロン酸を求核剤として、カップリング剤に芳香族エステル(Ar-CO2Ph) を用いることで、脱エステル型アリール化反応が進行することを見出していたが、求核剤を変え新しい芳香環-エステル結合切断カップリング反応の開発を試みた。その結果、求核剤としてフェノール、アルキンを用いた新奇脱カルボニル型カップリング反応を見出した。後者に関しては、直截的なアミノシクロプロパンのヒドロシリル化反応を見出した。ロジウム触媒存在下、アシル化アミノシクロプロパンとヒドロシランを反応させると、シクロプロパン環のproximal結合の選択的開裂を伴ったヒドロシリル化体を与える。基質のアシル基の配向作用によりproximal結合が選択的に活性化されたと示唆される。また、用いるモノホスフィン配位子によりシリル基が付加する位置選択性を制御することに成功した。本反応はα-アミノシラン類の新たな合成法でありシランジオール前駆体の合成が可能である。
1: 当初の計画以上に進展している
これまで挑戦されていない炭素-炭素結合活性化反応を標的とし精密分子触媒を用いて、それを開裂できることを明らかとし、そこから新しい結合生成法を見出すことを１つの目的としている。開発した芳香族エステルの形式的なエステル基の活性化反応と、シクロプロパンの分子間付加反応はほとんど例が報告されておらず、独自性が高い。さらなる進展が見込まれる２つの反応を開発することに成功したため、本研究は当初の計画以上に進展しているといえる。
芳香族エステルのカップリング反応に関しては求核剤としてリン・アミン・カルボニル化合物などを対象とした反応を開発していく。またシクロプロパンの分子間付加反応に関してはすでに、ヒドロホウ素化が進行することが明らかとなっている。実験だけでなく計算科学により反応機構解明研究を行っていく予定である。
すべて 2017 2016 その他
すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 謝辞記載あり 11件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 10件) 備考 (1件)
Synthesis
巻: 49 ページ: 1131-1149
10.1055/s-0036-1588390
Chem Lett.
巻: 46 ページ: 218-220
10.1246/cl.161001
Bull. Chem. Soc. Jpn.
巻: 90 ページ: 367-383
10.1246/bcsj.20160365
Plant Physiol.
巻: 173 ページ: 354-363
10.1104/pp.16.01655
Chem. Commun.
巻: 53 ページ: 1568-1582
10.1039/C6CC09550J
J. Am. Chem. Soc.
巻: 139 ページ: 3340-3343
10.1021/jacs.7b00049
Chem Sci.
巻: - ページ: -
10.1039/C7SC00071E
Tetrahedron
10.1016/j.tet.2017.03.095
J. Org. Chem.
10.1021/acs.joc.6b02675
Top Curr. Chem,
巻: 374 ページ: 55-－
10.1007/s41061-016-0053-z
Org. Lett.
巻: 18 ページ: 4428-4431
10.1021/acs.orglett.6b02265
Org. Biomol. Chem.
巻: 14 ページ: 8576-8585
10.1039/C6OB01483F
巻: 18 ページ: 5106-5109
10.1021/acs.orglett.6b02556
https://www.waseda.jp/top/news/48887
