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カルボカチオンは、有機化学で学ぶ基本的な反応中間体でありながら８電子則を満たさない不安定反応種のため、その発生と引き続く反応の制御が困難であり、有機合成への応用例は極めて限られている。カルボカチオン種の高い反応性は、通常では反応し得ない弱求核性化合物との反応を可能にするなど極めて魅力的である。そこで本申請課題では、このカルボカチオン種を医薬品などの合成に役立つ新しい官能基変換技術へと利用することを目的とし、温和で一般性の高い発生法と安定化法を開発するとともに、種々の求核性化合物との反応を検討する。
前年度見出した温和な条件下でのカルボカチオン種の発生法と安定化法に基づいて、今年度は反応性/安定性の異なる複数のカルボカチオンへの展開を行った。まず、それぞれの反応性に応じたカチオン発生法のさらなる改良を行った。次に、電子的因子と立体因子の異なるいくつかの捕捉剤を合成し、これらを用いて発生させたカチオンの安定化効果における構造と活性の相関性について検証を行い、適切な組み合わせを予測するための指標を得ることができた。こうして定量的に発生し安定化が可能となったカチオン種を用いて、予備的実験として幾つかの酸素及び炭素求核剤との反応を行ったところ、従来の求核置換反応では進行が困難な反応や新しい分子変換反応が進行することを見出した。またキラルなアルコールを前駆体に用いた実験においてキラル中心の完全なラセミ化が進行することを明らかにし、プロキラルなカチオン中間体が生じていることを示した。以上のとおり本課題の最も重要な目的であるカチオン種の温和な発生と安定化に関する基本的な方法論を確立することができた。この成果に基づいて、新規な１分子求核置換反応など広く応用展開することが可能となった。
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