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2019 年度 実績報告書

ベルトおよびメビウス型環状π共役分子の触媒的不斉合成

研究課題

研究課題/領域番号 19H00893
研究機関東京工業大学

研究代表者

田中 健  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (40359683)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード有機合成化学
研究実績の概要

今年度は、以下に示す研究を実施し有益な知見を数多く得た。カチオン性ロジウム(I)/軸不斉ビアリールビスホスフィン錯体触媒を用いた[2+2+2]、[2+1+2+1]、および[2+2+1]付加環化反応を用いた触媒的環構築法を検討し、S字型ダブル[11]ヘリセンの不斉合成、ヘキサベンゾコロネン誘導体の合成、高歪みケージ型分子の合成、ベルト型[8]シクロパラフェニレンの合成、メビウス型[10]シクロパラフェニレンの不斉合成、などに成功した。また、これらの合成されたπ共役分子の結晶構造、電子構造、光学特性、およびキロプティカル 特性を実験と理論計算により明らかにした。シグマ結合活性化反応を用いた[2+1+2+1]付加環化反応による触媒的環構築法も検討し、2つのエステル部位を有する電子不足Cpロジウム(III)錯体触媒を用いると、安息香酸とアルキンとの 脱炭酸を伴う酸化的[2+1+2+1]付加環化反応が、温和な反応条件にて高収率で進行することを見出した。特に、メビウス型[10]シクロパラフェニレンの不斉合成は、π共役メビウス帯分子の世界初の合成であり、また、メビウス分子の世界初の触媒的不斉合成である。したがって、この触媒的不斉合成は、きわめて大きな意義をもつ研究成果であると考えている。これらの成果は、ベルトおよびメビウス型環状π共役分子を含むパイ電子系化合物の触媒的不斉合成における、触媒的芳香環構築反応の高い有用性を示すものである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度は、特にベルト型[8]シクロパラフェニレンの合成、メビウス型[10]シクロパラフェニレンの不斉合成、に成功したことから、研究はおおむね順調に進展していると考えている。また、今年度得られたこれらの成果は、ベルトおよびメビウス型環状π共役分子を含むパイ電子系化合物の触媒的不斉合成における、触媒的芳香環構築反応の高い有用性を示すものである。

今後の研究の推進方策

今後は、ベルト型[8]シクロパラフェニレンの合成、メビウス型[10]シクロパラフェニレンの不斉合成、に成功したことから、ベルトおよびメビウス型環状π共役分子を含むさらに広範囲なキラル環状π共役分子の触媒的不斉合成を検討していきたいと考えている。そして、ベルトおよびメビウス型環状π共役分子を含むパイ電子系化合物の触媒的不斉合成における、触媒的芳香環構築反応の高い有用性をしていきたいと考えている。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Rhodium‐Catalyzed [2+1+2+1] Cycloaddition of Benzoic Acids with Diynes through Decarboxylation and C≡C Triple Bond Cleavage2019

    • 著者名/発表者名
      Honjo Yusaku、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 25 ページ: 9427~9432

    • DOI

      10.1002/chem.201901050

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a Strained Spherical Carbon Nanocage by Regioselective Alkyne Cyclotrimerization2019

    • 著者名/発表者名
      Hayase Norihiko、Nogami Juntaro、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 ページ: 9439~9442

    • DOI

      10.1002/anie.201903422

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Belt- and M?bius-Shaped Cycloparaphenylenes by Rhodium-Catalyzed Alkyne Cyclotrimerization2019

    • 著者名/発表者名
      Nishigaki Shuhei、Shibata Yu、Nakajima Atsuya、Okajima Hajime、Masumoto Yui、Osawa Taisei、Muranaka Atsuya、Sugiyama Haruki、Horikawa Ayano、Uekusa Hidehiro、Koshino Hiroyuki、Uchiyama Masanobu、Sakamoto Akira、Tanaka Ken
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 ページ: 14955~14960

    • DOI

      doi.org/10.1021/jacs.9b06197

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aerobic Oxidative Cross-Coupling of Substituted Acrylamides with Alkenes Catalyzed by an Electron-Deficient CpRhIII Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Ryo、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 84 ページ: 13164~13171

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b01733

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formal Lossen Rearrangement/Alkenylation or Annulation Cascade of Heterole Carboxamides with Alkynes Catalyzed by CpRhIII Complexes with Pendant Amides2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada Takayuki、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 25 ページ: 16022~16031

    • DOI

      doi.org/10.1002/chem.201904156

    • 査読あり
  • [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アザ [7]ヘリセンのエナンチオ選択的合成2019

    • 著者名/発表者名
      花田恭一・早瀬升彦・柴田祐・田中健
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] 不斉[2+2+2]付加環化反応によるπ拡張キラルトリプチセンの不斉合成2019

    • 著者名/発表者名
      會田侑正・柴田祐・田中健
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いた分子内[2+2+2]付加環化反応によるナフタレン含有ベルト型分子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      野上純太郎・西垣柊平・柴田祐・田中健
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いたアルキンの分子内付加環化反応によるナフタレン骨格を有するベルト型分子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      野上 純太郎・柴田 祐・田中 健
    • 学会等名
      第9回 CSJ化学フェスタ2019
  • [学会発表] Synthesis of Belt- and Mobius-Shaped Cycloparaphenylenes by Rhodium-Catalyzed [2+2+2] Cycloaddition2019

    • 著者名/発表者名
      Ken Tanaka
    • 学会等名
      第19回蓼科有機化学会議
    • 国際学会
  • [学会発表] Overcoming Steric Hindrance and Molecular Strain by Rhodium-Catalyzed Cycloaddition2019

    • 著者名/発表者名
      Ken Tanaka
    • 学会等名
      ISONIS-12
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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高歪みπ共役分子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      田中 健
    • 学会等名
      パイスター分子制御による未来型物質変換研究拠点2019年度 公開シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 不斉[2+2+2]付加環化反応によるπ拡張キラルトリプチセンおよび多環式芳香族炭化水素を有するキラルシクロファンの不斉合成2019

    • 著者名/発表者名
      會田 侑正・杉山 晴紀・植草 秀祐・柴田 祐・田中 健
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [学会発表] ロジウム触媒によるテラリル架橋ジインとアルキンとの交差[2+2+2]付加環化反応2019

    • 著者名/発表者名
      折木 友裕・鈴木 峻介・田中 健
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [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安定ならせん不斉を有するπ拡張アザ[7] ヘリセンのエナンチオ選択的合成2019

    • 著者名/発表者名
      花田 恭一・田中 健
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いた分子内[2+2+2]付加環化反応によるジグザグ型ベルト分子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      野上 純太郎・田中 健
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [学会発表] Synthesis, Structures, and Properties of Singly Twisted Chiral Carbon Nanorings2019

    • 著者名/発表者名
      王 立翔・田中 健
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [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軸不斉スチレンのエナンチオ選択的合成2019

    • 著者名/発表者名
      横瀬 大典・木下 涼香・田中 健
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [図書] Rhodium Catalysis in Organic Synthesis: Methods and Reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Ken tanaka
    • 総ページ数
      667
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • ISBN
      ISBN:9783527811908
  • [備考] The Tanaka Research Group

    • URL

      http://www.apc.titech.ac.jp/~ktanaka/www/Home.html

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公開日: 2021-01-27  

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