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2021 年度 実績報告書

求核的ヘテロ原子中心ラジカルの特性を活用した高難度分子変換反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K06972
研究機関金沢大学

研究代表者

谷口 剛史  金沢大学, 薬学系, 助教 (60444204)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード光反応 / 置換ポリアセチレン / 精密重合
研究実績の概要

本年度では、熱反応によるラジカル発生法を用いる反応開発から方針を転換して、光反応を用いるボリルラジカルの反応の探索を行った。最初に、前年度から引き続いて、プロパルギルアミド類からのラクタム形成反応を改良すべく、光反応条件下でN-ヘテロサイクリックカルベン―ボランからボリルラジカルを発生させ、アルキンへと付加させる試みを行った。しかし、残念ながら、現時点ではボリルラジカルがアルキンへと効率的に付加する条件は見出せていない。その一方で、可視光照射下で、ボリルラジカルがヘテロ環へと付加する反応を新たに見出した。この反応は本年度の後半に見出されたので、論文として発表するに至ってはいないが、今後、反応条件の最適化を行うことで、さまざまな反応様式に展開することが可能になる知見である。
また、光反応条件下でボリルラジカルを効率的に発生させるために、光触媒としてπ共役高分子を活用する着想を得た。そこで、候補となる高分子化合物として置換ポリアセチレン類に着目し、その設計に着手した。前年度までに、すでに置換ポリアセチレン類の合成法開発は行っていたが、本年度では、新しい光触媒の設計を意図して、より多彩な構造を持つ高分子化合物を合成することに焦点を当てて置換アセチレン類の重合法開発に取り組んだ。その結果、遷移金属触媒を用いる一置換アセチレン類の精密重合法やジフェニルアセチレン類の改良重合法に成功した。特に、後者の方法で得られるポリ(ジフェニルアセチレン)類は高い安定性と特異な発光特性を合わせ持つ高分子化合物であり、光触媒への応用を視野に入れてさまざまな誘導体を合成した。本研究期間内では、光反応へ応用するまでには至らなかったが、これらは新しい研究につながる重要な知見であると言える。今後、これらの高分子化合物の物性を詳細に明らかにし、ボリルラジカル等を発生させるための光反応に応用する予定である。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (17件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Pentaarylcyclobutenylrhodium(I) Complexes and Their Reactivity and Initiation Mechanism in Polymerization of Monosubstituted Acetylenes2022

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Shiori、Taniguchi Tsuyoshi、Sakata Yoko、Akine Shigehisa、Nishimura Tatsuya、Maeda Katsuhiro
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 41 ページ: 472~479

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.1c00712

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Well‐Controlled Living Polymerization of N‐Propargylamides and Their Derivatives by Rhodium Catalysis2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Kosuke、Taniguchi Tsuyoshi、Nishimura Tatsuya、Maeda Katsuhiro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 ページ: e202117234

    • DOI

      10.1002/anie.202117234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substituent Effects of Tetracoordinate Boron in Organic Synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 28 ページ: e202104333

    • DOI

      10.1002/chem.202104333

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 置換ポリアセチレンの末端構造を自由に設計できる精密重合法2022

    • 著者名/発表者名
      谷口剛史
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 73 ページ: 116~123

  • [雑誌論文] Rhodium(I) Complexes Bearing an Aryl‐Substituted 1,3,5‐Hexatriene Chain: Catalysts for Living Polymerization of Phenylacetylene and Potential Helical Chirality of 1,3,5‐Hexatrienes2021

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Shiori、Taniguchi Tsuyoshi、Sakata Yoko、Akine Shigehisa、Nishimura Tatsuya、Maeda Katsuhiro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 ページ: 22201~22206

    • DOI

      10.1002/anie.202108032

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Understanding the Polymerization of Diphenylacetylenes with Tantalum(V) Chloride and Cocatalysts: Production of Cyclic Poly(diphenylacetylene)s by Low-Valent Tantalum Species Generated in Situ2021

    • 著者名/発表者名
      Sueyoshi Shingyo、Taniguchi Tsuyoshi、Tanaka Saki、Asakawa Hitoshi、Nishimura Tatsuya、Maeda Katsuhiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 ページ: 16136~16146

    • DOI

      10.1021/jacs.1c06811

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advances in chemistry of N-heterocyclic carbene boryl radicals2021

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Chemical Society Reviews

      巻: 50 ページ: 8995~9021

    • DOI

      10.1039/D1CS00385B

    • 査読あり
  • [学会発表] トリエニルロジウム錯体を用いた脂肪族一置換アセチレン類の精密重合法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤 幸祐, 坂本 栞, 谷口 剛史, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Synthesis of Helical Polyphenylacetylene Bottlebrushes and Their Chiroptical Properties2021

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamamoto, Moriya Kikuchi, Seigou Kawaguchi, Tsuyoshi Taniguchi, Tatsuya Nishimura, Katsuhiro Maeda
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Rhodium-catalyzed living polymerization of phenylacetylenes in water2021

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Echizen, Tsuyoshi Taniguchi, Tatsuya Nishimura, Katsuhiro Maeda
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Polymerization of Diphenylacetylenes with Low-Valent Tungsten Catalysts2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Taniguchi, Mami Miyairi, Tatsuya Nishimura, Katsuhiro Maeda
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Revisiting the Polymerization of Diphenylacetylenes with Tantalum(V) Chloride and Cocatalysts2021

    • 著者名/発表者名
      Shingyo Sueyoshi, Tsuyoshi Taniguchi, Tatsuya Nishimura, Katsuhiro Maeda
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 鎖末端に銅錯体を有するらせん状ポリ(フェニルアセチレン)誘導体の合成2021

    • 著者名/発表者名
      見目 至, 吉田 拓夢, ナーマン ロン , 古山 渓行, 谷口 剛史, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] ニオブ触媒を用いるジフェニルアセチレンの重合と機構解析2021

    • 著者名/発表者名
      中口 大輔, 谷口 剛史, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] セルロースアクリレートを基盤とするセルロース誘導体の簡便合成法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      岡本 浩哉, 谷口 剛史, 武隈 基浩, 眞塩 麻彩実, Wong Kuo Hong, 長谷川 浩, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] ポリ(フェニルアセチレン)誘導体からなるポリマーブラシ基板の精密合成とその構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      西村 達也, 高山 心路, Li Feng, 谷口 剛史, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] 低原子価タングステン触媒によるジフェニルアセチレン類の重合で得られたポリ(ジフェニルアセチレン)の構造解析と生成機構解明2021

    • 著者名/発表者名
      宮入真美, 谷口 剛史, 田中 佐紀, 淺川 雅, 春日 翔, 菊地 守也, 川口 正剛, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] タンタル触媒によって合成されたポリ(ジフェニルアセチレン)類の構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      末吉 信暁, 谷口 剛史, 田中 佐紀, 淺川 雅, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] 置換アセチレン類の新しいリビング重合触媒の合成と物性解明2021

    • 著者名/発表者名
      坂本 栞, 谷口 剛史, 酒田 陽子, 秋根 茂久, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いたフェニルアセチレン類の水中リビング重合の開発と水溶性テレケリックポリマー合成への応用2021

    • 著者名/発表者名
      越前 健介, 谷口 剛史, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] タンタル触媒によるジフェニルアセチレンの重合機構と生成ポリマーの構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      末吉 信暁, 谷口 剛史, 田中 佐紀, 淺川 雅, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子学会北陸支部研究発表会
  • [学会発表] フェニルアセチレン類のリビング重合触媒として働く新しい有機ロジウム(Ⅰ)錯体の合成2021

    • 著者名/発表者名
      坂本 栞, 谷口 剛史, 酒田 陽子, 秋根 茂久, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子学会北陸支部研究発表会
  • [学会発表] ジアゾ酢酸エステルをリビング重合の停止剤として用いるテレケリックポリフェニルアセチレンの合成2021

    • 著者名/発表者名
      斉藤 未久里, 谷口 剛史, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子学会北陸支部 若手会
  • [学会発表] ニオブ系触媒を用いるジフェニルアセチレンの重合2021

    • 著者名/発表者名
      中口 大輔, 谷口 剛史, 西村 達也, 前田 勝浩
    • 学会等名
      第70回高分子学会北陸支部 若手会
  • [産業財産権] 置換ポリアセチレン類の製造に使用するための新規精密重合触媒2021

    • 発明者名
      前田勝浩、谷口剛史、西村達也、坂本栞、伊藤幸祐
    • 権利者名
      金沢大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2021-104053
  • [産業財産権] 五塩化モリブデン触媒系を用いる置換ポリ(ジフェニルアセチレン)類の製造方法2021

    • 発明者名
      前田勝浩、谷口剛史、西村達也、宮入真美
    • 権利者名
      金沢大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2022-005834

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公開日: 2022-12-28  

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