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研究成果
 
反応性分子が拓く共役系分子の多様性と機能
羽村季之
【成果の概要】
研究のねらい
 有機電導体や有機磁性体に代表される共役系有機化合物は物性科学・材料科学における重要な物質群であるが、これら共役系分子を構成する芳香環・複素環化合物の合成には大きな制限があり、新物質創製への展開が阻まれている。特に、高次の複合構造・ナノ構造を選択的に構築するためのビルドアップ法の欠如のため、新しい物性や機能の宝庫である共役系分子をナノ領域のレベルまで精密に、しかも自在に合成できる新しい合成方法論の開拓が望まれている。
 本研究では、あらかじめプログラム化された“潜在的に高い反応性を内在する分子”をコア分子とする、共役系ナノ構造体の構築のための“自発的ビルドアップ法”の開拓を目指す。また、開発した手法を用いて、具体的なナノ構造体の合成とその機能評価を行うことで、この方法論の完成度を高める。
実施内容および成果
1. ポリアラインの多重環状付加・多重付加・多量化
 潜在的反応性を持つコア分子の設計・合成とこれを用いる選択的官能基の導入を行うべく、コア分子としては複数のベンザイン発生部位を持つポリアラインを中心に調べている。特に、(1)同種または異種の電子成分を用いた多重環状付加反応、(2)種々の元素を含む各種求核剤の多重付加反応、(3)二量化・三量化等の多量化反応、を駆使し、従来、その合成が困難であった複雑な構造を持つ多環式骨格、各種元素の複合化による新しい性質を付与した多官能性ベンゼン、機能性の面から興味深い新しい共役系分子の迅速かつ選択的な合成法の開発を目指し、検討を行っている。現在までに、ポリアラインの二重あるいは三重環状付加反応を利用して、構造論的に興味の持たれる多官能性ポリシクロブタベンゼンの合成に成功している。
イメージ
2. 多官能性反応分子の高次官能基化
 上述の反応により得られる生成物は種々の官能基を持ち、潜在的に多様な反応性を内在している。これを新たに逐次活性化し、反応の連続性を確保することができれば、高次構造体の迅速で選択的な合成が可能となる。これに関連して、ベンザインの連続的な[2+2]環付加反応により得られる多置換トリシクロブタベンゼンは、三つの四員環の縮環に伴う高い反応性を内在しているが、これの更なる官能基化のための検討として、酸化度の異なる2つのベンゾシクロブテンをアルケニル基で結んだビスベンゾシクロブテンを適切に活性化すると、高い環選択性が発現することを見出した。また、得られる共通中間体を用いて直線型や曲線型の四環式化合物の選択的な合成が可能であることを明らかにしている。

【論文・著書】【口頭発表・講演】【特許】【受賞】
【主な論文・著書】
著者 岩田伸・羽村季之・鈴木啓介
表題 Siloxy(trialkoxy)ethene Undergoes Regioselective [2+2] Cycloaddition to Ynones and Ynoates en route to Functionalized Cyclobutenediones
発表先 Chemical Communication
掲載日 2010/7/15
著者 篠崎真也・羽村季之・指宿洋介・藤井孝太郎・植草秀裕・鈴木啓介
表題 Hexaradialenes via Successive Ring Openings of Trisalkoxy-tricyclobutabenzenes: Synthesis and Characterization
発表先 Angew Chemie
掲載日 2010/4/7
著者 有沢哲・羽村季之・植草秀裕・松本隆司・鈴木啓介
表題 Linearly Fused Dicyclobutabenzenes via One-pot, Dual, Regioselective Cycloadditions of 3-Alkoxy-1,4-benzdiyne Equivalents and Ketene Silyl Acetals
発表先 Synlett
掲載日 2008/4/16
著者 鈴木武明・羽村季之・鈴木啓介
表題 Ring Selectivity: Successive Ring Expansion of Two Benzocyclobutenes for Divergent Access to Angular and Linear Benzanthraquinones
発表先 Angewandte Chemie
掲載日 2008/2/14
【主な発表・講演】
発表者 ○武田麻・忠田悠・鈴木啓介・羽村季之
表題 アルキルリチウムを触媒とするベンザインへの求核付加反応
発表の場 日本化学会第91春季年会
発表日 2011/3/29
発表者 ○忠田悠・鈴木啓介・羽村季之
表題 アルキニルリチウムを触媒とするベンザインのカルボヨウ素化反応
発表の場 日本化学会第91春季年会
発表日 2011/3/29
発表者 ○篠崎真也・坂元雄飛・羽村季之・鈴木啓介
表題 トリシクロブタベンゼンの連続的な環拡大反応を利用した拡張π共役系分子の合成
発表の場 日本化学会第91春季年会
発表日 2011/3/28
発表者 ○川西和樹・柿原大祐・羽村季之
表題 イソベンゾフランの連続的環付加反応による多置換ポリアセン類の迅速合成法の開発
発表の場 日本化学会第91春季年会
発表日 2011/3/27
発表者 ○角田貴優・羽村季之
表題 トリフェニレン誘導体の多重環付加反応を鍵とする新規拡張π共役系分子の合成
発表の場 日本化学会第91春季年会
発表日 2011/3/27
発表者 ○羽村季之・篠崎真也・鈴木啓介
表題 Hexaradialenes via Successive Ring Openings of Trisalkoxy-tricyclobutabenzenes: Synthesis and Characterization
発表の場 2010環太平洋国際化学会議
発表日 2010/12/16
発表者 ○忠田悠・鈴木啓介・羽村季之
表題 アルキニルリチウムを触媒としたベンザインへの求核付加反応
発表の場 第30回有機合成若手セミナー
発表日 2010/11/10
発表者 ○角田貴優・鈴木啓介・羽村季之
表題 ベンザインの三量化反応を基盤とする拡張π共役型トリフェニレン誘導体の合成
発表の場 第30回有機合成若手セミナー
発表日 2010/11/10
発表者 ○羽村季之・篠崎真也・鈴木啓介
表題 Hexaradialenes via Successive Ring Openings of Trisalkoxy-tricyclobutabenzenes: Synthesis and Characterization
発表の場 WOCJC-7
発表日 2010/9/5
発表者 羽村季之
表題 高反応性分子を駆使した新規π共役系分子の創製
発表の場 第37回有機反応懇談会
発表日 2010/8/2
発表者 ○角田貴優・鈴木啓介・羽村季之
表題 ベンザインの三量化反応を基盤とする拡張π共役型トリフェニレン誘導体の合成
発表の場 第37回有機反応懇談会
発表日 2010/8/2
発表者 ○忠田悠・鈴木啓介・羽村季之
表題 アルキニルリチウムを触媒とするベンザインへの求核付加反応
発表の場 第37回有機反応懇談会
発表日 2010/8/2
発表者 篠崎真也・羽村季之・鈴木啓介
表題 トリシクロブタベンゼンのヘキサラジアレンへの熱的異性化に関する反応経路の考察
発表の場 日本化学会第90春季年会
発表日 2010/3/29
発表者 中逵裕也・鈴木啓介・羽村季之
表題 置換イソベンゾフランの連続的環付加反応による多環式芳香族化合物の迅速合成法の開発
発表の場 日本化学会第90春季年会
発表日 2010/3/29
発表者 角田貴優・鈴木啓介・羽村季之
表題 ベンザインの三量化を鍵とする拡張π共役型トリフェニレン誘導体の合成
発表の場 日本化学会第90春季年会
発表日 2010/3/28
発表者 中逵裕也・忠田悠・鈴木啓介・羽村季之
表題 アルキニルリチウムを求核種とするベンザインのカルボヨウ素化反応
発表の場 日本化学会第90春季年会
発表日 2010/3/28
発表者 羽村季之・忠田悠・中逵裕也・鈴木啓介
表題 アルキニルリチウムを触媒とするベンザインへの求核付加反応
発表の場 日本化学会第90春季年会
発表日 2010/3/28
発表者 篠崎真也・羽村季之・鈴木啓介
表題 トリシクロブタベンゼンの熱的開環と連続的環付加反応の開発
発表の場 第20回基礎有機化学討論会
発表日 2009/9/28
発表者 羽村季之・角田貴優・鈴木啓介
表題 ベンザインの三量化反応を基盤とするポリシクロブタトリフェニレンの合成
発表の場 第20回基礎有機化学討論会
発表日 2009/9/28
発表者 角田貴優・羽村季之・鈴木啓介
表題 ベンザインの三量化反応を基盤とする ポリシクロブタトリフェニレンの合成
発表の場 日本化学会第89春季年会
発表日 2009/3/30
発表者 篠崎真也・羽村季之・鈴木啓介
表題 トリシクロブタベンゼンの熱的異性化によるヘキサラジアレンの合成
発表の場 日本化学会第89春季年会
発表日 2009/3/30
発表者 羽村季之
表題 ひずみ芳香族化合物の合成・反応・構造
発表の場 九州工業大学特別講演会
発表日 2008/12/22
発表者 羽村季之
表題 Synthesis, Reactivity, and Structure of Strained Aromatic Compounds
発表の場 ユビキタス情報化社会を支える光利用有機・高分子化学第1回国際シンポジウム
発表日 2008/12/20
発表者 羽村季之・有沢哲・鈴木啓介
表題 共役型ポリシクロブタベンゼンの合成と構造
発表の場 第19回基礎有機化学討論会
発表日 2008/10/3
発表者 有沢哲・羽村季之・松本隆司・鈴木啓介
表題 共役型ポリシクロブタベンゼン類の合成と構造
発表の場 日本化学会第88春季年会
発表日 2008/3/29
発表者 鈴木武明・羽村季之・松本隆司・鈴木啓介
表題 ビス-ベンゾシクロブテン誘導体の環選択的反応と多環式化合物合成への応用
発表の場 日本化学会第88春季年会
発表日 2008/3/29
発表者 篠崎真也・羽村季之・松本隆司・鈴木啓介
表題 トリシクロブタベンゼンのヘキサラジアレンへの熱的異性化における置換基効果
発表の場 日本化学会第88春季年会
発表日 2008/3/29
発表者 福井伸明・鈴木武明・羽村季之・松本隆司・鈴木啓介
表題 α,α’-ジアルコキシベンザインの反応の位置選択性における置換基効果
発表の場 日本化学会第88春季年会
発表日 2008/3/26
【特許】
発明の
名称
 
出願番号  
発明者  
出願人  
【受賞】
賞の名称 Thieme Chemistry Journals Award 2008
団体機関 Thieme Chemistry
タイトル  
受賞日 2008/1/1
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