機能性分子指向型直接クロスカップリング反応の開発と展開

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本研究では、研究代表者らがこれまで蓄積してきた炭素―水素結合の触媒的な活性化の化学に関する知見を基に、より実践的かつ標的指向型の直接クロスカップリング反応を開発し、その応用を図ることで新規高性能機能性分子の創製を実現することを目的とする。この目的達成に向けて、交付申請書に記したように平成29年度は以下の具体的研究項目に沿って、研究を推進した。１．触媒的分子内脱水素環化反応の開発に基づくホール/電子輸送材料及び発光材料の創製：ジアリールエーテルやジアリールチオエーテル類の分子内脱水素環化反応の高効率条件の探索と酸素及び硫黄を含むヘテロトルクセン化合物の合成検討を、パラジウム触媒を用いて行った。その結果、銀塩酸化剤存在下、ピバル酸のような嵩高いカルボン酸を促進剤とし、かつ適切な塩基を添加すると反応が円滑に進行することが明らかとなった。また、銅触媒を用いる分子内炭素窒素結合形成反応によるインドール類やオキサゾール類の新規合成法を開発した。２．芳香族化合物の分子間脱水素環化二量化反応の開発に基づく円偏光発光材料の創製：パラジウム触媒を用いたビチオフェンの分子間脱水素環化二量化反応の検討を行った。ここでは芳香族カルボン酸が効果的な促進剤として作用することを見出した。３．炭素―水素結合活性化を経由するアルキンとの脱水素カップリングを利用した平面及び非平面型高度縮環（ヘテロ）芳香族化合物の触媒的合成法の開発に基づく半導体材料の創製：まずモデル反応として、ロジウム触媒を用いたベンズイソオキサゾールのアルキンとの開環縮合反応について調査した。条件検討の結果、カチオン性ロジウム触媒が有効に機能し、生成物として軸不斉をもつ配位子に変換可能なアリールイソキノリン誘導体が効率よく生成することが分かった。