| 研究課題/領域番号 |
20J20496
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
越川 拓海 東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| キーワード | 連続環化反応 / ピリリウムカチオン / 白金 / 金 / ジインーカルボニル / インドールーインーカルボニル / [4+2]環化反応 |
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| 研究実績の概要 |
今年度の研究成果として、白金触媒および金触媒を用いたジインーカルボニルとアルケンの分子間連続環化反応の開発が挙げられる。
2000年代初めより様々な金属触媒を用いたピリリウムカチオンを経由する環化反応が報告されてきた。しかし、今までにそれらの金属種の違いによる化学選択性の要因は解明されていない。そのため、目的の反応に最適な金属種を推測することが困難であり、合成法として不完全な状態にある。
本研究において私は、先行研究で使用されていたインーカルボニル化合物に対して新たにアルキン部位を付加したジインーカルボニルを合成し、その基質を白金触媒または金触媒と反応させることで別々の連続環化反応が進行し、相異なる多環式化合物が得られることを見出した。また、金触媒による連続環化反応については、アルキン部位をインドール環に置換することで、生成物の収率を向上させることに成功した。さらにアルキン部位をインドール環に置換することで、律速段階の活性化エネルギーが低下することをDFT計算による反応機構解析から明らかにした。
これまでに金属触媒の違いにより同じ基質から異なる環化反応が進行するという例は報告されていない。そのため、本研究においてピリリウムカチオンを経由する環化反応における触媒制御による反応例を発見したことは高い新規性を有していると言える。また、本研究で発見した反応について更なる実験的・理論的研究を進めることで、金属種による化学選択性の発現メカニズムを解明することにつながり得る。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
遷移金属触媒を用いたピリリウムカチオンを経由するジインーカルボニルの分子間連続環化反応に関して、条件検討と基質適用範囲の探索を行うことで、興味深い知見を得ることができた。特に、金属触媒の違いにより、同一基質から異なる連続環化反応が進行することを発見し、ピリリウムカチオンの環化反応における触媒制御による反応例を見出した。更なる実験的または理論的解析により、金属種の違いによる化学選択性の発現メカニズムの解明が期待できる。
以上より、令和3年度の研究活動は、期待以上の大きな進展があった。
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| 今後の研究の推進方策 |
発見した連続環化反応について更なる条件検討と基質適用範囲の探索を行う。また、DFT計算により、金属種の違いによる化学選択性の発現メカニズムの解明に挑戦する。
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