窒素－窒素多重結合のメタセシス反応を鍵とする含窒素有機化合物の合成反応の開発

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本研究の目的は、金属－金属多重結合と窒素－窒素多重結合のメタセシス反応を経る新たな含窒素有機化合物の合成反応の開発である。大気中に豊富に存在する窒素分子を窒素源とする含窒素有機化合物の合成法の開発は、最重要かつ高難度な研究課題の一つである。本申請者は、メタセシス反応を利用した窒素－窒素多重結合の切断、ならびに新たな分子変換反応の開発を達成することを目指して研究に取り組んだ。今年度、本申請者は窒素―窒素多重結合の変換反応の開発の前段階として、メタセシス反応を経由する新たな分子変換反応の開発に着目し、6族遷移金属であるクロムを用いた研究に着手した。その結果、クロム錯体、ブロモホルム、および有機ケイ素還元剤を組み合わせることにより、クロム－炭素二重結合を有するクロムカルベン種が効率的に生成することを明らかとした。さらに、このクロムカルベン種がアルケンの炭素－炭素二重結合とのメタセシス反応による四員環メタラサイクル中間体の形成を経由して、三員環骨格を有するシクロプロパンを形成することを見出した。本反応は、効率的に金属―炭素二重結合を有する高活性な化学種を調製できる手法であることから、メタセシス反応を経由する分子変換反応を開発する上で重要な知見である。本反応では基質として炭素―炭素二重結合を有する化合物を用いたが、基質一般性の拡張を通して、窒素―窒素多重結合を有する有機化合物の変換反応への応用が期待できる。