Development of molecular transformation based on generation of higher ordered dipolar species utilizing 1,3-dipoles

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本研究は，1,3-双極子を原料として高次双極性化学種を創生し，その高次化学種を活用する革新的分子変換法を開発することを目的とする。1,3-双極子による協奏的[3+2]付加環化反応は，有用で信頼性の高い複素5員環合成法であり，高い原子効率のために医薬品等の高機能性物質合成に広く利用されるが，複素5員環合成以外への適用には限界があった。本研究では，1,3-双極子単独ではなく，カルベンおよびカルベン型化学種という異なる機能をもつ化学種との融合による協働・重奏化，の基本コンセプトのもと，1,4-双極子を始めとした高次双極性化学種を創生すること，創生した反応活性な高次双極性化学種を活用する多様な分子変換プロセスを開発することを究極の目標としている。1,3-双極子とイソシアニド，硫黄イリドについては，それぞれ付加型，挿入型シナジーを実現している。さらに，窒素イリドとみなすこともできるジアゾ化合物においても，協奏化可能という知見を得ている。即ち，イソキノリン骨格を有するN’-アシルアゾメチンイミンとの反応において，ジアゾ酢酸エチルとジアゾメタンを使い分けると反応形式が変わり，付加型反応と環拡大反応が進行しすることを明らかにしている。しかし，ジアゾメタンは毒性が高く，爆発性も有することから，より安全な手法の開発が求められていた。種々検討の結果，毒性，爆発性が抑制されたトリメチルシリルジアゾメタンを用いると，同様の環拡大反応が進行することが明らかとなった。特に共溶媒としてメタノールを添加すると穏やかに反応が進行することを見出した。さらに基質であるN’-アシルアゾメチンイミンを３回程度に分割して加えることにより，収率向上を実現することができた。一方，1,5-双極子への展開を目指し，1,5-双極子発生を示唆する知見を得ることができた。