ベンゼン環のパラ位選択的ホウ素化反応の開発と応用

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ベンゼンは最も基本的な分子骨格であり、医農薬や有機材料など多くの機能性有機化合物に含まれている。多くの場合、ベンゼン環上の官能基が分子の性質に大きく影響を与えるため、ベンゼン環を自在に官能基化することができれば、有用分子の発見・開発を加速させることができる。しかし、従来から用いられる官能基化法は基質適用範囲や導入できる官能基の種類・位置に制限があり、ベンゼン環を自在に官能基化することはできない。そこで、本研究では、ベンゼン環の自在官能基化の実現を志向し、ベンゼン環の位置選択的ホウ素化反応の開発および応用を行った。前年度までの研究において、様々な補助配位子を調査した結果、嵩高いリン配位子である2,2’-ビス[ジ(3,5-キシリル)ホスフィノ]-6,6’-ジメトキシ-1,1’-ビフェニル（Xyl-MeO-BIPHEP）を用いることで、一置換ベンゼンのパラ位を選択的にホウ素化できることを見出している。また、エモリー大学 D. G. Musaev教授らとの共同研究によって開発した反応の計算化学を用いた反応機構解明研究を行った。本年度の研究では、開発した反応の有用性を高めた第二世代の触媒系を開発した。前回の触媒系では非極性溶媒であるヘキサンを用いた場合に高い触媒活性と選択性が得られる。今回開発した触媒系では、より汎用性の高いエーテル溶媒を用いても高い触媒活性と選択性が得られる。この触媒系によってさらに幅広いベンゼン誘導体が適用可能となった。さらに、開発した触媒系を用いて有機材料の骨格として重要な分子群の位置選択的なホウ素化を行った。また、医薬品や複雑天然物の迅速誘導化にも成功した。