| 研究課題/領域番号 |
25810030
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
木村 力 東京理科大学, 理学部, 助教 (40452164)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | マグネシウムカルベノイド / 求電子性 / 求核性 / 環化反応 / 計算化学 |
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| 研究概要 |
当該年度では、環化反応前駆体の合成およびカルベノイド同士のカップリング反応によるシクロペンテンの合成を検討した。分子内にクロロ（p-トリルスルフィニル）メチル部位を２カ所有する環化反応前駆体の合成に成功し、この化合物に Grignard 試薬を作用させることでシクロペンテンを合成することができた。この反応では、同時に発生した２つのマグネシウムカルベノイドがそれぞれ求核剤および求電子剤として機能する。一方、マグネシウムカルベノイドは分子内のカルボニル基やシアノ基に対して求核剤として作用し、種々の環化生成物を与えることを発見した。さらには、マグネシウムカルベノイドは分子内の C-H 結合に対して求電子剤として作用し環化生成物を与えることもわかった。
金属カルベノイドは、有機金属化合物であるにもかかわらず求電子性を帯びている。この特異な性質を解明するために、金属カルベノイドの構造と反応に関して計算化学を利用して研究を行った。1-ヘテロ原子置換有機リチウムおよびマグネシウムでは、炭素原子に結合している金属やヘテロ原子の種類によりカルベノイド炭素原子周りの構造が大きく異なっていた。炭素-金属結合性軌道と炭素-ヘテロ原子反結合性軌道との相互作用がカルベノイド性に大きく寄与していることが明らかとなった。通常、ビニル炭素原子上では求核置換反応は進行しないが、マグネシウムカルベノイドの場合ではこの反応が進行する。マグネシウムカルベノイドの特異な構造が反応の進行を促進していることがわかった。
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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
環化反応前駆体の合成とその前駆体からのシクロペンテンの合成に成功している。また、この合成反応研究をもとにマグネシウムカルベノイドの求核性および求電子性を利用した環化反応を開発することができた。計算化学研究によって金属カルベノイドの特異な反応性の要因を解明することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
環のサイズや環上の置換基の種類に着目して種々のシクロアルケンの合成を検討し基質適応範囲を精査する。マグネシウムカルベノイドの二面的反応性を活用して様々な環状化合物を合成する。金属カルベノイドの反応に関する計算化学研究をさらに進める。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
合成実験が想定以上に順調に進行したため、試薬やガラス器具等の消耗品が少量で済んだため。
繰越金分を試薬およびガラス器具の購入に充て合成研究を推進する。
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