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本研究では、カルボン酸類を基質とした、分子内環化反応に関する研究でこれまでに培った基礎的な知見を基盤とし、芳香族カルボン酸とアルキンとの分子間反応を検討し、炭素ー酸素、炭素ー水素結合の連続活性化に基づく触媒的脱水型環化反応による多環芳香族化合物の新たな合成法を確立することを目的としている。これまでに、フルオレノンカルボン酸と内部アルキンとの反応により、四環式化合物であるシクロヘプタフルオレンジオンが得られることを見出しているが、平成31年度は合成したシクロヘプタフルオレンジオンを用い、シクロヘプタフルオレンへの変換を精力的に行った。シクロヘプタフルオレンはピレンの異性体であり、開殻性構造を有することが示唆されているが、これまでに合成例を見ない化合物である。種々検討を行ったが、シクロヘプタフルオレンの合成には至っていない。一方、シクロヘプタフルオレンと等電子構造を有し、シクロヘプタフルオレンの窒素類縁体であるシクロヘプタカルバゾリウムイオンの合成に成功した。単結晶X線構造解析によりその構造的特徴を明らかとするとともに、DFT計算や各種分析によってその電子的、構造的特徴を明らかとすることができた。また、安息香酸とベンゾチアゾールの反応では脱カルボニル化を伴った分子間CーHアリール化が進行することを見出しているが、他の含窒素複素環との反応を検討した。その結果、カップリングパートナーとしてベンゾイミダゾール類を用いた場合、中程度の収率ではあるがカップリング生成物が得られることがわかった。
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