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2015 年度 実施状況報告書

アズレンの双極子により活性化されたπ共役系機能性分子の触媒的合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26870389
研究機関岡山大学

研究代表者

村井 征史  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (40647070)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードアズレン / ケイ素化 / 脱水素 / 多環芳香族化合物 / 双極子 / イリジウム
研究実績の概要

昨年、イリジウム触媒によるアズレンの炭素-水素結合の脱水素を伴うケイ素化が、他の多環芳香族炭化水素にも適用できることを予備的に見いだした。今回、その詳細を調べた結果、[Ir(OMe)(cod)]2触媒と3,4,6,7-テトラメチル-9,10-フェナントレン配位子存在下、水素捕捉剤として3,3-ジメチル-1-ブテンを用いることで、ほとんどの多環芳香族炭化水素に基本骨格として含まれるナフタレンやアントラセン、ピレンといった構成要素を、効率よくケイ素化させることができた。
一方、アズレンの2位に嵩高いシリル基を導入し、5員環上への官能基導入を封鎖した後、再度イリジウム触媒によるケイ素化反応を繰り返すことで、アズレンの7員環上の6位を優先的にケイ素化できることも見いだした。これらのシリル基は、パラジウム触媒を用いる檜山クロスカップリング反応により、種々の芳香環導入の足場として用いることができた。これにより、2位から6位を結ぶ方向へ伸長しているアズレンの双極子を効果的に強めるための、合成ブロックが合成できた。

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

昨年までに確立したアズレンの炭素-水素結合のケイ素化反応を応用し、当初の計画通り、2位から6位を結ぶ方向へ伸長しているアズレンの双極子を効果的に強めるための、合成ブロックを構築できた。これにより、研究課題として提案した「アズレンの双極子に活性化された機能性分子」の創製が可能になった。
また、研究を進める過程で上述したケイ素化が、アズレンだけでなく他の多環芳香族炭化水素にも拡張できる、一般的な反応手法であることを偶然見出した。反応は、電子不足かつ縮環数の多い芳香環に対して優先的に円滑に進行し、ケイ素化の位置選択性は立体障害によってコントロールされることが分かった。すなわち、今回のケイ素化に基づく官能基化は、臭素化に代表される従来法とは完全に異なる化学および位置選択性で進行し、当初の研究計画で想定していた以上の成果が得られた。

今後の研究の推進方策

これまでに得られたアズレンの触媒的官能基化反応やπ共役系拡張反応に関する様々な知見の一般性を調べる。得られた新規π共役系分子の半導体特性を評価する。

次年度使用額が生じた理由

当初必要だと考えていたガラス器具や有機、無機反応剤の一部は、本申請者が所属する研究室のもので代用でき、そのため、当初計画で算出していた直接経費を大幅に節約できたため。

次年度使用額の使用計画

これまでに得られたアズレンの触媒的官能基化反応やπ共役系拡張反応に関する様々な知見の一般性を調べる。また、これらの成果を国内、および国際学会にて発表する。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Synthesis of Chiral Spiro-9-silabifluorenes via Dehydrogenative Silylation: Mechanistic Insights into the Construction of Tetraorganosilicon Stereocenters2016

    • 著者名/発表者名
      Masahito Murai, Yutaro Takeuchi, Kanae Yamauchi, Yoichiro Kuninobu, Kazuhiko Takai
    • 雑誌名

      Chemistry -A European Journal

      巻: 22 ページ: 6048-6058

    • DOI

      10.1002/chem.201504718

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Direct Arylation of Azulene Based on the Regioselective C-H Bonds Activation2016

    • 著者名/発表者名
      Masahito Murai, Mayu Yanagawa, Masahiro Nakamura, Kazuhiko Takai
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: X ページ: X

    • DOI

      10.1002/ajoc.201600062

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Acceleration Effects of Phosphine Ligands on the Rhodium-Catalyzed Dehydrogenative Silylation and Germylation of Unactivated C(sp3)-H Bonds2015

    • 著者名/発表者名
      Masahito Murai, Hirotaka Takeshima, Haruka Morita, Yoichiro Kuninobu, Kazuhiko Takai
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 80 ページ: 5407-5414

    • DOI

      10.1021/acs.joc.5b00920

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Synthesis of 3-Acyl-2-aminobenzofurans via Three-Component Coupling Reactions of 2-(Cyanomethyl)phenols with Aryl Halides and CO2015

    • 著者名/発表者名
      Masahito Murai, Kazuhiro Okamoto, Koji Miki, Kouichi Ohe
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 71 ページ: 4432-4437

    • DOI

      10.1016/j.tet.2015.04.049

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stereospecific Deoxygenation of Aliphatic Epoxides to Alkenes under Rhenium Ctalysis2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nakagiri, Masahito Murai, Kazuhiko Takai
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 ページ: 3346-3349

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b01583

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Synthesis of Benzosilolometallocenes via the Dehydrogenative Silylation of C(sp2)-H Bonds2015

    • 著者名/発表者名
      Masahito Murai, Koji Matsumoto, Yutaro Takeuchi, Kazuhiko Takai
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 ページ: 3102-3105

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b01373

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short Synthesis of [5]- and [7]Phenacenes with Silyl Groups at the Axis Positions2015

    • 著者名/発表者名
      David Roy, Hiroyuki Maekawa, Masahito Murai, Kazuhiko Takai
    • 雑誌名

      Chemistry An Asian Journal

      巻: 10 ページ: 2518-2524

    • DOI

      10.1002/asia.201500700

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 遷移金属触媒による官能基化多環芳香族炭化水素の効率的な合成とその機能の開発2016

    • 著者名/発表者名
      村井征史
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
    • 招待講演
  • [学会発表] レニウム触媒による1,3-ケトエステルの末端アルキンへの逆Markovnikov型付加反応2016

    • 著者名/発表者名
      植村恵理香、堀駿介、村井征史、髙井和彦
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] ロジウム触媒によるスピロシラビフルオレン合成における不斉発現メカニズムの解明2016

    • 著者名/発表者名
      竹内祐太朗、村井征史、髙井和彦
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Synthesis and properties of azulene-fused polycyclic aromatic hydrocarbons2015

    • 著者名/発表者名
      Masahito Murai, Shinji Iba, Kazuhiko Takai
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] アズレン骨格の組み込みによる多環芳香族炭化水素の物性の変化2015

    • 著者名/発表者名
      伊場真志、村井征史、髙井和彦
    • 学会等名
      2015年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] モリブデン触媒によるエポキシドの脱酸素反応を利用した立体選択的なオレフィン合成2015

    • 著者名/発表者名
      寒河江貴久、中桐卓也、浅子壮美、村井征史、髙井和彦
    • 学会等名
      2015年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] 窒素配位子により安定化されたgem-ビス(ヨードジンシオ) メタン錯体の単離と構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      細川直輝、西田悠祐、村井征史、髙井和彦
    • 学会等名
      2015年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] ロジウム触媒による脱水素ケイ素化反応を利用する面性キラリティーを有するベンゾシロロメタロセンの合成2015

    • 著者名/発表者名
      松本浩志、村井征史、髙井和彦
    • 学会等名
      2015年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] Iridium-Catalyzed Intermolecular Dehydrogenative Silylation of Polycyclic Aromatic Compounds without Directing Groups2015

    • 著者名/発表者名
      Masahito Murai, Keishi Takami, Kazuhiko Takai
    • 学会等名
      13th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanistic insights into the construction of chiral spirosilabifluorenes via the rhodium-catalyzed dehydrogenative silylation2015

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Takeuchi, Kanae Yamauchi, Masahito Murai, Kazuhiko Takai
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] Iridium-catalyzed intermolecular dehydrogenative silylation of polycyclic aromatic hydrocarbons based on the regio- and chemoselective C-H bond activation2015

    • 著者名/発表者名
      Masahito Murai, Keishi Takami, Kazuhiko Takai
    • 学会等名
      第62回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] レニウム触媒を用いる炭素求核剤の末端アルキンへの逆Markovnikov型付加反応2015

    • 著者名/発表者名
      堀駿介、村井征史、髙井和彦
    • 学会等名
      第31回若手化学者のための化学道場
    • 発表場所
      淡路島
    • 年月日
      2015-08-27 – 2015-08-28
  • [学会発表] ロジウム触媒によるC(sp2)-H結合の不斉ケイ素化を経るスピロシラビフルオレンの合成と反応メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      竹内祐太朗、村井征史、髙井和彦
    • 学会等名
      第31回若手化学者のための化学道場
    • 発表場所
      淡路島
    • 年月日
      2015-08-27 – 2015-08-28

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公開日: 2017-01-06  

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