novation of Carbene Chemistry; Controlling Reactivity by Metal, Substrate, Generation Method and Synthetic Application

点击翻译按钮获取中文摘要

金属カルベン種は、金属原子とカルベン炭素が形式的に二重結合を形成した化学種である。同炭素化学種は、多様な反応性を示し、その反応性はカルベン炭素が配位する金属元素種に大きく依存する。しかしその金属特性は解明されておらず、その特性を生かした合成化学的な応用はほとんど報告されていなかった。当研究室では銀カルベンが汎用されるロジウムカルベンや銅カルベン、パラジウムカルベンとは異なる反応性を示す事を明らかにした。金属カルベン種は、対応するジアゾ化合物から系中発生させる手法が最も一般的である。しかし当該官能基は、潜在的な爆発性が危惧されたり、基質への導入にステップ数を要したりする点に改善の余地を残していた。申請者は以上の背景を鑑み、ジアゾフリーな銀カルベン発生法の開発と合成化学的な応用研究を目指し、研究を行った。包括的な検討の結果、イナミドに銀触媒及び酸化剤を作用させたところ、金属カルベン反応に特徴的な生成物を光学活性体として得ることに成功した。また反応系中にベンザイン種を発生させると[4+2]-環化付加反応が立体特異的に進行することを見出した。一方でニトロソ化合物を作用させると、形式的な[6+2]-環化付加反応が進行することがわかった。密度汎関数法に基づく理論計算を用いて、銀カルベン発生プロセスや連続的な環化付加反応の解明に取り組んだ。ベンザインを用いた場合では、環状共役系化合物の原子価異性体として熱力学的に不利なノルカラジエンと反応していることがわかった。またニトロソ化合物の反応では、シクロヘキタトリエンと段階的な結合形成を経て生成していることがわかった。現在は基質適応性の拡張と更なる反応機構解析を行っている。