| 研究課題/領域番号 |
22K05062
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
小野 公輔 東京工業大学, 理学院, 准教授 (30579313)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | ボロキシン / 動的変換 / ボロキシンテンプレート法 / 分子内ボロキシン形成反応 |
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| 研究実績の概要 |
ボロキシンは、高い熱安定性とルイス酸性を示すことから、材料の分子モチーフとして魅力的である。一方で既存のボロキシン材料は全て分子間ボロキシン形成反応を利用したものであり、ひとたび材料中のボロキシンが加水分解を受けると、機能を持たない原料のボロン酸へと分解されることから、ボロキシン材料は化学安定性に問題を抱えていると言える。本研究では、その問題を解決すべく「ボロキシンの加水分解を構造変換につなげる技術」の開発に取り組み、さらにはそれを利用したボロキシン材料の創製を目指している。実際昨年度までに、リング構造に組み込まれたボロキシンの合成とその平衡挙動調査を調査することで、大環状構造と三環性構造を脱水/加水もしくは昇温/降温といった温和な外部刺激で行き来できる動的構造変換ユニットの開発に成功している。これは分子内ボロキシン形成を利用した初めての構造変換の例であり、分子内ボロキシン形成と分子間ボロキシン形成の明確な違いを示すとともに、重要な基礎的データを明らかにでき、Chem. Eur. J誌に結果を報告するとともに、Hot paperやInside coverに選ばれた。本年度は、このユニットをリンカーで連結することで新たなボロキシン材料へ展開するための基質ボロン酸の合成を検討した。出発原料や反応経路をいくつか検討することで、反応性の置換基であるホルミル基を有する基質ボロン酸の合成に成功した。さらに我々が開発した「ボロキシンテンプレート法」をホルミル基含有ボロン酸を適用することで、ホルミル基含有大環状トリボロン酸エステルを得ることができ、新規材料の創製に向けた重要な知見を得ることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度、大環状構造と三環性構造を脱水/加水もしくは昇温/降温といった温和な外部刺激で行き来できる動的構造変換ユニットを開発した。このユニットをリンカーで連結した新規ボロキシン材料の創製を目指す。その目的達成のため、本年度は、まず頂点に修飾できる官能基を有する基質ボロン酸の合成を検討した。修飾可能な官能基としては、ベンジルアルコールやホルミル基などを検討した。その結果、いくつかのルートを検討し、両官能基を有する基質ボロン酸のそれぞれの合成ルートを確立することができた。続いて、両基質を我々が開発した「ボロキシンテンプレート法」に適用することで目的の３つの頂点部位に反応性置換基を有する大環状トリボロン酸エステルを構築することができた。このことから順調に研究を遂行できているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は、３つの頂点に反応性の置換基を有する大環状トリボロン酸エステルを構築することができた。今後は、これらユニットの大量合成とアルケン部の還元ならびにボロン酸の保護基のピナコールを外し構造変換ユニットへと導く。さらにユニット間をリンカーで連結し、新規ボロキシン材料へと導く。
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