鉄触媒による新規なC(sp3)-H結合ホウ素化反応の開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K14675
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分33020:有機合成化学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 栗山 翔吾 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50850723)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 鉄 / C-Hホウ素化 / C-H活性化 / ピンサー配位子

研究成果の概要

有機化合物に広く含まれる炭素ー水素結合を切断し官能基化する反応の中でも炭素ーホウ素結合を形成するC-Hホウ素化反応が精力的に研究されている。申請者は、C-Hホウ素化反応の触媒として、アニオン性PCP型ピンサー配位子を有する鉄錯体をとし新たに設計・合成しすることとした。その結果、新規に合成した鉄錯体がエーテル類のメトキシ基上での(sp3)-Hホウ素化反応に対して有効な触媒として働くことを見出した。本鉄錯体は、C(sp3)-Hホウ素化反応に対して最も高活性な触媒として働くことが明らかとなった。
反応機構に関する検討の結果、鉄ボリル錯体が鍵中間体として働くことを見出した。

自由記述の分野

有機金属化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機ホウ素化合物を直截的合成法であるC-Hホウ素化反応では、芳香族化合物のC(sp2)-結合ホウ素化反応が精力的に開発されてきており、イリジウムなどの貴金属を用いた系だけでなく、鉄などの卑金属触媒を用いた系も報告されてきた。一方、より困難なC(sp3)-Hホウ素化反応の例は貴金属錯体を用いた系がほとんどであり、鉄錯体を用いたC(sp3)-Hホウ素化反応の報告例は2例に限られ、活性も低く適用範囲は限定的であった。本研究成果は、鉄触媒による効率的C(sp3)-Hホウ素化反応の初の例であり、実用的な鉄錯体だけでなく遷移金属錯体を用いたC-Hホウ素化反応において重要な知見を与えるものである。