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2019 年度 実績報告書

極安定カルボアニオンの構造特性の解明と利用

研究課題

研究課題/領域番号 17K08224
研究機関東京薬科大学

研究代表者

矢内 光  東京薬科大学, 薬学部, 准教授 (10408685)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード有機化学 / 薬学 / 構造化学 / カルボアニオン / 炭素酸 / push-pullアルケン
研究実績の概要

本研究は,① 一般式(RfSO2)2CHRで表される超強酸性炭素酸(Rf = ペルフルオロアルキル)の合成法の開発と,② それらから導かれる極安定カルボアニオンの構造化学的解析を行うものである。以下,本年度の成果概要を示す。
① については,すでに複素環式芳香族化合物に対する2,2-ビス(トリフリル)エチル化反応の開発に成功している。本年度は,前年度の検討結果を踏まえて,アルキンおよびアレンに対する2,2-ビス(トリフリル)エチル化反応を検討した。その結果,分子内にインドール構造を備えたアルキンとTf2C=CH2との反応では,2,2-ビス(トリフリル)エチル化に伴って分子内Friedel-Crafts型反応が進行することを見いだした。これは,複雑なカルバゾール構造を備えた超強酸性炭素酸の合成を実現するものである。また,アレンとの反応ではユニークなα,β-不飽和ケトンが得られた。
② に沿う研究として,一般式 (RfSO2)2C=C(NHR)2 で表されるpush-pullアルケンの合成と回折結晶学的手法による炭素-炭素二重結合の結合状態の解析を行った。R = i-Prの化合物では,結晶中において,炭素-炭素二重結合周りの大きなねじれがあった。一方で,R = Arの場合,結合まわりの大きなねじれは見られなかった。両者について,X線結晶構造解析を進め,得られた電子密度情報に基づく結合解析を進めた。その結果,ねじれの大きなジイソプロピル体(R = i-Pr)は,高度に電荷分離した「カルベニウムイリド」と呼ぶべき化合物であることを明らかにした。また,ジアリール体(R = Ar)では,電荷分離した共鳴構造の寄与が際立って大きいものの,依然としてπ結合を伴う共鳴構造が主たる寄与構造であった。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] CSIC/Universidad Complutense de Madrid(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      CSIC/Universidad Complutense de Madrid
  • [国際共同研究] Universitut Bremen(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Universitut Bremen
  • [雑誌論文] Catalyst-free bis(triflyl)ethylation/benzannulation reaction: rapid access to carbazole-based superacidic carbon acids from alkynols2020

    • 著者名/発表者名
      Martin-Mejias, I.; Aragoncillo, C.; Yanai, H.; Hoshikawa, S.; Fujimoto, Y.; Matsumoto, T.; Almendros, P.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 ページ: 1795-1798

    • DOI

      10.1039/C9CC08930F

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Trifluorosulfonylation cascade in allenols: stereocontrolled synthesis of bis(triflyl)enones2020

    • 著者名/発表者名
      Lazaro-Milla, C.; Macicior, J.; Yanai, H.; Almendros, P.
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 26 ページ: in press.

    • DOI

      10.1002/chem.202001236

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical bonding in polarised push-pull ethylenes2019

    • 著者名/発表者名
      Yanai, H.; Suzuki, T.; Kleemiss, F.; Fukaya, H.; Dobashi, Y.; Malaspina, L. A.; Grabowsky, S.; Matsumoto, T.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 ページ: 8839-8844

    • DOI

      10.1002/anie.201904176

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 含フッ素カルボアニオン構造による蛍光色素の物性制御2020

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
  • [学会発表] ビニル型カルボカチオン中間体への分子内求核付加反応における極安定カルボアニオンの反応性2020

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
  • [学会発表] 含フッ素強酸性置換基の導入による蛍光色素の溶解性制御2019

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第42回 フッ素化学討論会
  • [学会発表] トリフリル基で安定化されたカルボアニオンの反応性:ビニル型カルベニウムイオンに対する結合形成と化学選択性2019

    • 著者名/発表者名
      矢内 光
    • 学会等名
      第42回 フッ素化学討論会
  • [学会発表] 1,1-Bis(triflyl)ethylation reaction of heterocyclic compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yanai
    • 学会等名
      9th European Symposium on Fluorine Chemistry
    • 国際学会
  • [備考] https://www.ps.toyaku.ac.jp/Org_Synth/

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公開日: 2021-01-27  

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