配位能と解離能を兼備した配向基を用いる不活性炭素-炭素結合の触媒的変換

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申請者はNHC配位子のC(aryl)-(methyl)基の切断を伴うキノリンとのクロスカップリング反応を見出している。これまでの研究では極性のある結合やひずみのある基質の利用に限定されていたが、この反応では活性化されていないC-C結合を利用できるという点で大きな前進である。一方、基質が金属と強く結合するカルベン配位子であるため、量論反応であるという問題がある。そこで申請者は、用いる基質に可逆的な配位・解離が可能なキレーション効果をもつ配向基(DG)を持たせるという工夫を凝らすことで触媒反応への展開を図った。これまで、炭素-水素結合活性化反応の開発においては、二座配向基の利用が活発におこなわれてきた。これらの反応は触媒量の金属を用いて進行しており、二座配向基が強い配位能を持ちながらも反応後、触媒金属から解離可能であることを示している。そこで、申請者は二座配向基を利用する基質を設計し実験を行った。しかし、目的の反応は全く進行しなかった。炭素-炭素結合の切断は金属と強固な結合を形成するカルベン配位子だからこそ起こす反応であり、他の配位子の場合は極めて困難であると考えられる。そのため、当初目標としていた反応の触媒化も難しいことが分かった。そこで申請者は、炭素－炭素結合の触媒的変換反応の開発に取り組むだけでなく、炭素－フッ素結合にも注目し、酸フッ化物の触媒的変換反応の開発に取り組んだ。その結果、酸フッ化物とトリメチルシリルシアニドとの反応がパラジウム触媒存在下で進行し、ニトリルを与える反応を見出した。この研究の中で、酸フッ化物とトリメチルシリルシアニドがヨウ化ナトリウム存在下で反応し、アシルシアニドを与えるという興味深い実験結果も得られた。