多元素相互作用による活性金属種の立体・電子的制御

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有機化合物の官能基変換において、ルイス酸の役割はきわめて大きい。本研究ではルイス酸性のチューニング法として、下記3種の系を提案、実施し、以下に示す成果を得た。1)基本構造系脂肪族塩化物とシリルエノラートのカップリング反応が臭化インジウム触媒により効率よく進行することを見いだした。アルデヒド由来のエノラートにも適応可能で、世界で初めてこのタイプの触媒的手法を確立した2)相互作用系インジウム/ヨウ化ケイ素の二種の金属の相互作用による新しいルイス酸を生起した。この種が脂肪族シリルエーテルとケイ素求核種とのカップリング反応を効率よく触媒することを見いだした。官能基選択性にすぐれており、新しい炭素炭素結合形成手法を確立した3)立体規制系トリフェノキシメタンを主骨格とする新しい配位子合成を行い、かご型ホウ素錯体の合成と物性研究を行った。かご型を形成する有機骨格の幾何の変化と、中心金属(本研究ではホウ素)のルイス酸性の相関を、熱力学的および速度論的見地から詳細に比較し、緻密に制御可能な金属ルイス酸の設計を可能とした。特に、骨格のメタン部分をシランに変化させる(すなわち、炭素をケイ素に代える)ことで、大幅な配位子交換速度の変化がみられた(約百万倍)。これらのホウ素錯体を触媒とした有機合成反応への応用にも成功し、今後のルイス酸デザインのテンプレートを提供することに成功した。以上の成果は、元素間の非結合的な相互作用を基本としており、これまで解明されていない知見を多く含んでおり、本研究はその解明の糸口となりうるものである。