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2023 年度 実績報告書

カルボカチオンの制御に関する方法論の確立と求核置換反応への展開

研究課題

研究課題/領域番号 21H02603
研究機関神戸学院大学

研究代表者

国嶋 崇隆  神戸学院大学, 薬学部, 教授 (10214975)

研究分担者 藤田 光  金沢大学, 薬学系, 助教 (40782850)
松本 拓也  金沢大学, 薬学系, 助教 (40800214)
三代 憲司  金沢大学, 新学術創成研究機構, 准教授 (60776079)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードカルボカチオン / 求核反応 / 官能基変換
研究実績の概要

本課題では、カチオン種の発生、分解、反応を高度に制御し、従来の一分子求核置換反応では困難であった求核剤の利用や反応条件の適用を始めとする新たな利用法の開拓を目指す。最終年となる今年度は、前年度に引き続き、以下のとおりカルボカチオン種の発生法、捕捉法/安定化法、並びに反応の検討を実施し、次の成果を得た。
(1) アルキルカチオン種:一分子求核置換反応(SN1反応)の活性種であり、本課題の主要テーマである。ベンジルカチオンに対して構造的/電気的に最適化したトリアジンジオン骨格を有する捕捉剤を開発し、カチオン種の定量的捕捉と安定化に成功し、以下の点を明らかにした。
①従来のSN1反応では実現困難であった中性または弱塩基性条件下にベンジルカチオンによる求電子反応が進行することを見出した。②これにより酸や塩基に不安定なアルコール、シリルエノールエーテル、アリルシランやアリルスタンナン類に対するO-並びにC-アルキル化が進行することを明らかにした。③酸アミドや立体的に込みあった第2級アミン類について塩基性条件下でのカルボカチオン様アルキル化反応が進行することを見出した。④カルボカチオン種のNMR解析を行った。
以上の成果について、学会発表ならびに学術論文誌に発表し、その際、代表者らの開発した反応種について、擬似的/実質的に8電子構造を有しながら6電子構造のカルボカチオンとしての反応性を有することから「カルボカチオノイド」と定義することを提唱した。
(2) アルケニルカチオン種:この活性種の等価体として期待されるアルケニリデンビスヨーダン類の反応について検討し、その成果について学会発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Carbocationoids, a concept for controlling highly reactive cationic species2024

    • 著者名/発表者名
      Fujita Hikaru、Shimada Daichi、Kudo Jotaro、Kosha Kazuyuki、Kakuyama Satoshi、Terasaki Hiromitsu、Kunishima Munetaka
    • 雑誌名

      Communications Chemistry

      巻: 7 ページ: 55:1-55:7

    • DOI

      10.1038/s42004-024-01139-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] SN1反応の高活性中間体を取り出す新規方法論:カルボカチオノイド2024

    • 著者名/発表者名
      島田大地, 藤田光, 高社和行, 工藤丈太郎, 国嶋崇隆
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
  • [学会発表] gem-ジヨードニオアルケン類β位トリフルオロメタンスルホニルオキシ基置換反応の開発検討2024

    • 著者名/発表者名
      小川幸己, 松本拓也, 熊田侑戯, 村谷大輝, 栗林兼続, 藤田光, 三代憲司, 国嶋崇隆
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
  • [学会発表] gem-ジヨードニオアルケンのヨードニオ基置換反応の開発検討2024

    • 著者名/発表者名
      村谷大輝, 松本拓也, 小林礼奈, 栗林兼続, 藤田光, 三代憲司, 国嶋 崇隆
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
  • [学会発表] 分子間反応によるO-アルキル化を利用したエポキシドの開環反応2023

    • 著者名/発表者名
      松井孝憲, 藤田光, 国嶋崇隆
    • 学会等名
      第52回複素環化学討論会
  • [学会発表] カルボカチオノイド:不安定カチオン種を制御する新規方法論2023

    • 著者名/発表者名
      島田大地, 藤田光, 高社和行, 工藤丈太郎, 国嶋崇隆
    • 学会等名
      2023年度有機合成化学北陸セミナー,
  • [学会発表] 新たな高求電子性活性種カルボカチオノイドの構造及び反応性の解析2023

    • 著者名/発表者名
      高社和行, 藤田光, 島田大地, 工藤丈太郎, 国嶋崇隆
    • 学会等名
      2023年度有機合成化学北陸セミナー
  • [学会発表] 高いアルキル化能を有する新規活性種カルボカチオノイドのNMR解析2023

    • 著者名/発表者名
      高社和行, 藤田光, 島田大地, 工藤丈太郎, 国嶋崇隆
    • 学会等名
      第40回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • [学会発表] Synthesis of gem-diiodonio-alkenes2023

    • 著者名/発表者名
      松本拓也, 栗林兼続, 熊田侑戯, 藤田光, 三代憲司, 国嶋崇隆
    • 学会等名
      第26回 ヨウ素学会シンポジウム

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公開日: 2024-12-25  

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