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本研究では、共役系ヒ素化合物・金属錯体の機能を多角的に開拓することを目的としている。計画3年目は、共役系ヒ素化合物の安定性評価や励起ダイナミクスといった更なる深い理解を目指した。また、これまでに蓄積されたヒ素配位子の構造－機能相関から、高機能配位子を設計して新たな金属錯体へと展開した。ヒ素触媒では、従来型のリン触媒とは異なるヒ素ならではの分子構造を設計して、高活性・高選択性触媒の実現を目指した。
共役系ヒ素ユニットとして、アルソールにシクロアルカンを縮環した分子を新たに合成した。このとき、縮環するシクロアルカンの環サイズに応じて全く異なる安定性や発光特性を示した。また、ジチエノアルソールのヒ素上に様々な置換基を導入したところ、電子求引性・供与性にはほとんど影響を受けなかったものの、立体障害をいれることで構造緩和挙動が変わり、発光特性が大きく変化することが分かった。また、ヒ素で架橋したジフェニルスルホンが、励起状態で分子内プニクトゲン結合を形成して大きく構造緩和することを見出し、その特異な励起ダイナミクスに起因した二重発光特性を明らかにした。
ヒ素配位子として、新たにBuchwald配位子のヒ素類縁体であるarsa-Buchwald配位子を合成するルートを確立した。これを嵩高い基質を用いた鈴木宮浦カップリング反応に活用したところ、市販のBuchwald配位子を超える活性を示した。また、種々のアルシンオキシド配位子を合成し、ユーロピウム錯体に用いたところ極めて高い発光効率を示した。
Wittig反応に用いる新たなアルシン触媒として、非環状骨格に電子供与基を用いて、合成の簡便さと求核性を高める設計を施した。その結果、リン系では困難であった選択性と活性を両立したアルシン触媒を実現することができた。
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