ホウ酸エステル形成に基づく動的自己組織化を利用する選択的分子変換

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本研究は、ジボロン酸と1,2ジオール部位を2つ有するテトラオールを用いて、ボロン酸エステル形成に基づく動的分子認識システムを確立すること、そしてゲスト分子に適合する形状へ自在に自己組織化する動的なホスト分子を分子変換反応に利用することで、動的分子認識能を兼ね備えた触媒反応を実現することを目的に行っている。前年度までに、フルオレン骨格を有するテトラオールを合成し、それと種々のジボロン酸とを混合することで、π-π相互作用によって2分子のゲスト分子を包接可能な空間を有する大環状ボロン酸エステルの構築に成功した。今年度の研究では、2,7-ピレンジボロン酸と上記のテトラオールからなる大環状ボロン酸エステルを合成し、これがクロロホルム溶媒中で4,5-ピレンキノンを2分子包接することを等温滴定カロリメトリー(ITC)によって確認した。次に、非常に電子不足なジニトロナフタレンイミドを上記の大環状ボロン酸エステルに添加したところ、これは1分子しか包接されず、残りの空間に電子豊富なフェナントレンやピレンがジニトロナフタレンイミドの効果で包接されることをITC及びNMRで確認した。これは、有機溶媒中で安定でかつ動的な性質を示す大環状ボロン酸エステルが、二分子の異なる芳香族化合物を選択的に包接可能なホスト分子を構築した点で価値のある結果である。さらに、反応性部位を有する電子豊富及び電子不足な芳香族化合物をホスト分子に包接させることで、ホストを添加しない条件とは異なる位置選択性でこれらを連結させることにも成功した。この結果は、動的分子認識能を兼ね備えた触媒反応を目指す上で大きな一歩を示したものと考えている。