カチオンを運ぶ分子水車：触媒機能開拓と高難度分子変換への応用

分子水轮传输阳离子：催化功能的开发及其在困难分子转化中的应用

基本信息

批准号：
21K14627
负责人：
西井祐二
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、申請者が独自に発見した水車型のトリプチセン骨格を持つカチオン種が、特異な電荷分離構造に基づく高い反応性を示すことに着目し、その理論的な理解を深めるとともに、高難度反応の触媒として応用することを目指す。このような化学種は、通常では不活性な芳香族分子の直接官能基化に有用であり、合成化学的な利用価値を開拓することも重要な課題として位置づけられている。本年度では、昨年度に見出した新たな触媒プラットフォームの利用可能性について主に検討を行った。トリプチセン骨格により形成される特殊な電荷状態を再現し、更に反応効率の工場を目指して構造チューニングを実施したところ、従来のTrip-SMe触媒（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 3, 1621.）を大きく上回る触媒活性を実現することができた。ラジカル条件下における重合反応が競合するようなアクリル酸誘導体についても、芳香族求電子置換反応が優先して進行する系を見出しており、反応活性種の性質が、一般的に用いられているような活性化法とは根本的に異なっている部分は注目に値する。本触媒系は医薬品分子などの後期化学修飾に適用可能であり、優れた位置選択性を示す。また、従来法では合成の困難とされてきた多重ハロゲン化合物の短工程合成への応用性も期待される。この成果は、学術論文としての投稿を準備している段階にあり、併せて特許申請も進めている。

在这项研究中，我们集中于一个事实，即阳离子物种具有水轮锥形苯康烯骨骼，申请人发现基于独特的电荷分离结构，独立地显示出高反应性，并旨在加深我们的理论理解并将其作为催化剂，以促进极度困难的反应。这种化学物种可用于正常惰性芳香族分子的直接功能，探索合成化学物质的使用值也是一个重要问题。今年，我们主要研究了去年发现的新催化剂平台的可用性。通过重现山色苯骨架形成的特殊电荷状态，此外，进行了结构调整，以实现具有反应效率的工厂，并实现了催化活性，其明显大于传统的Trip-SME催化剂（J. Am。Chem。Chem。2020，2020，142，142，3，3，3，1621。）。对于在自由基条件下竞争聚合反应的丙烯酸衍生物，已经发现了芳香电替代反应的系统，并且值得注意的是，反应性物种的性质与常用的激活方法根本不同。该催化剂系统适用于晚期化学修饰，例如药物分子，表现出极好的区域选择性。此外，预计它适用于多种卤素化合物的短步骤合成，这些化合物被认为很难与常规方法合成。该结果是在准备提交作为学术论文的阶段，并且还在执行专利申请。