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シリルボランの反応性に関する新知見を活用した極性転換型ホウ素置換反応の開発

Research Project

Project/Area Number 14J02447
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Synthetic chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

山本 英治  北海道大学, 工学研究院, 特別研究員(SPD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywordsシリルボラン / ホウ素置換反応 / シリルボリル化 / トリストリメチルシリル基 / ホウ素化 / アルケニルホウ素化合物 / トリアリールボラン / アリールハライド / アルケニルハライド / 極性転換 / ジメシチルボリル基
Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は、研究実施に先立ち、シリルボランが塩基存在下、有機ハロゲン化合物に対して全く新しい極性転換型ホウ素化剤として働くことを明らかにしている。本研究では、この反応を有用な有機ホウ素化合物の合成に応用することを目的とする。採用2年度は、留学先のM. S. Sigman 研で置換基の立体効果や電子的影響から反応性、選択性を予測する手法について学ぶとともに、新反応開発にも取り組み、新たな高エナンチオ選択的三成分カップリング反応の開発に成功した(生成物の不斉収率:最大96% ee)。また、ホウ素置換反応の収率やホウ素化/ケイ素化選択性の向上および反応剤の取扱い易さの改善に向けた、新規シリルボランの設計および合成の検討や関連するホウ素化反応の開発を行った。特に新規シリルボランの開発における研究成果について詳述する。
これまで極性転換型のホウ素化剤として用いてきたジメチルフェニルシリルボロン酸ピナコールエステルの空気や湿気に対する安定性やホウ素化/ケイ素化選択性の向上に向け、嵩高いトリス(トリメチルシリル)基を有するシリルボランの合成に取り組んだ。
求核剤として、テトラ(トリメチルシリル)シランから発生させたトリス(トリメチルシリル)シリルカリウムを用い、ホウ酸エステルとの反応させることで、目的のトリス(トリメチルシリル)シリルボロン酸エステルを中程度から良好な収率で得ることに成功した。これらのシリルボランは、空気や湿気に対して安定であり、シリカゲルカラムを用いた精製が可能である。さらに、これらのシリルボランを用いて、塩基存在下におけるホウ素置換反応を検討したところ、良好な収率およびホウ素置換選択性で目的のアリールホウ素化合物をえることに成功した。また、これらのシリルボランは、塩基触媒を用いるスチレン類のシリルボリル化にも適用可能であることを見出した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Copper(I)-Catalyzed Diastereoselective Borylative Exo-Cyclization of Alkenyl Aryl Ketones2015

    • Author(s)
      Copper(I)-Catalyzed Diastereoselective Borylative Exo-Cyclization of Alkenyl Aryl Ketones
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 26 Issue: 02 Pages: 272-276

    • DOI

      10.1055/s-0035-1560721

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Copper(I)-Catalyzed Carbon-Halogen Bond-Selective Boryl Substitution of Alkyl Halides Bearing Terminal Alkene Moieties2015

    • Author(s)
      Iwamoto, H.; Kubota, K.; Yamamoto, E.; Ito, H.
    • Journal Title

      Chemical Communication

      Volume: 51 Issue: 47 Pages: 9655-9658

    • DOI

      10.1039/c5cc02760h

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reaction mechanism of the anomalous formal nucleophilic borylation of organic halides with silylborane: combined theoretical and experimental studies2015

    • Author(s)
      Ryohei Uematsu, Eiji Yamamoto, Satoshi Maeda, Hajime Ito, Tetsuya Taketsugu
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 137 Issue: 12 Pages: 4090-4099

    • DOI

      10.1021/ja507675f

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Boryl substitution of functionalized aryl-, heteroaryl-, and alkenyl halides with silylborane and alkoxy base: expanded scope and mechanistic studies2015

    • Author(s)
      Eiji Yamamoto, Satoshi Ukigai, Hajime Ito
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 6 Issue: 5 Pages: 2943-2951

    • DOI

      10.1039/c5sc00384a

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Copper(I)-catalyzed enantioselective synthesis of α-chiral linear or carbocyclic (E)-(γ-alkoxyallyl)boronates2014

    • Author(s)
      Eiji Yamamoto, Yuta Takenouchi, Taichi Ozaki, Takanori Miya, Hajime Ito
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 136 Issue: 47 Pages: 16515-16521

    • DOI

      10.1021/ja506284w

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Synthesis of Air-Stable Silylboranes Bearing Super Silyl Group and Application to Borylation and Silaboration2015

    • Author(s)
      宍戸亮介・山本英治・伊藤肇
    • Organizer
      第62回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Enantioselective Synthesis of α-Chiral (E)-(γ-Alkoxy)allylboronates via Copper(I)-Catalyzed γ-Boryl-Substitution of Allyl Acetals2015

    • Author(s)
      Yuta Takenouchi, Eiji Yamamoto, Hajime Ito
    • Organizer
      野依フォーラム第一回若手育成塾
    • Place of Presentation
      名古屋大学野依記念館(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-07-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅(I)触媒によるアルケニルケトンのジアステレオ選択的exo-ボリル環化反応2015

    • Author(s)
      小島遼人・山本英治・久保田浩司・伊藤肇
    • Organizer
      第48回有機金属若手の会 夏の学校
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-07-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅(I)触媒によるアリルアセタール類の不斉ホウ素化2015

    • Author(s)
      竹ノ内雄太・山本英治・伊藤肇
    • Organizer
      第48回有機金属若手の会 夏の学校
    • Place of Presentation
      白浜荘(滋賀県高島市)
    • Year and Date
      2015-07-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅触媒によるアルケニルハライドの選択的ホウ素置換反応2015

    • Author(s)
      岩本紘明・久保田浩司・山本英治・伊藤肇
    • Organizer
      第48回有機金属若手の会 夏の学校
    • Place of Presentation
      白浜荘(滋賀県高島市)
    • Year and Date
      2015-07-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 空気や水に対して安定なスーパーシリル基を有する新規シリルボランの開発2015

    • Author(s)
      宍戸亮介・山本英治・伊藤肇
    • Organizer
      第48回有機金属若手の会 夏の学校
    • Place of Presentation
      白浜荘(滋賀県高島市)
    • Year and Date
      2015-07-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 空気に対して安定で取り扱いが容易なスーパーシリル基を有する新規シリルボランの合成とその応用2015

    • Author(s)
      宍戸亮介・山本英治・伊藤肇
    • Organizer
      日本化学会北海道支部2015年夏季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学函館校(北海道函館市)
    • Year and Date
      2015-07-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] キラル銅(I)触媒によるγ-アルコキシアリルホウ素化合物の不斉合成2015

    • Author(s)
      竹ノ内雄太・山本英治・伊藤肇
    • Organizer
      第27回万有札幌シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-07-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Silicon-Tethered Strategy for Regio- and Stereoselective Alkylboration of Unsymmetrical Alkynes with Copper(I) Catalyst2015

    • Author(s)
      Hiroaki Iwamoto, Koji Kubota Eiji Yamamoto, Hajime Ito
    • Organizer
      18th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
    • Place of Presentation
      (スペイン、バルセロナ)
    • Year and Date
      2015-06-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 空気中で安定なトリス(トリメチルシリル)シリル基を有するシリルボランの合成とその応用2015

    • Author(s)
      宍戸 亮介・山本 英治・伊藤 肇
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学 理工学部船橋キャンパス/薬学部(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] BBS法による官能基を有するアリール及びヘテロアリールハライドの形式的極性転換型ホウ素置換反応2014

    • Author(s)
      浮海 智・山本 英治・伊藤 肇
    • Organizer
      第4回CSJ化学フェスタ2014
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀 (東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2014-10-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Computational Study of Base-Mediated Borylation with Silylborane Method by Artificial Force Induced Reaction Method2014

    • Author(s)
      Ryohei Uematsu, Eiji Yamamoto, Satoshi Maeda, Hajime Ito and Tetsuya Taketsugu
    • Organizer
      第61回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      九州大学(病院キャンパス) 医学部 百年講堂 (福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2014-09-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Copper(I)-catalyzed asymmetric boryl substitution of allyl acetals2014

    • Author(s)
      Yuta Takenouchi, Eiji Yamamoto, Hajime Ito
    • Organizer
      The IV AGH-HU Joint Symposium
    • Place of Presentation
      AGH University of Science and Technology (ポーランド, クラクフ)
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Base-Mediated Borylation with Silylborane2014

    • Author(s)
      Eiji Yamamoto
    • Organizer
      Catalysis Organic Chemistry Seminar
    • Place of Presentation
      テルラホテル (福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2014-08-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Theoretical Study of Base-mediated Borylation with Silylborane Method by Artificial Force Induced Reaction Method2014

    • Author(s)
      Ryohei Uematsu, Eiji Yamamoto, Satoshi Maeda, Hajime Ito and Tetsuya Taketsugu
    • Organizer
      The XXVI International Conference on Organometallic Chemistry
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌 (北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-07-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Borylation of Aryl, Heteroaryl and Alkenyl Halides with Silylborane and Alkoxy Bases2014

    • Author(s)
      Eiji Yamamoto, Satoshi Ukigai, Hajime Ito
    • Organizer
      The XXVI International Conference on Organometallic Chemistry
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌 (北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-07-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Copper(I)-Catalyzed Enantioselective Synthesis of Optically Active (E)-γ-Alkoxyallylboronates via γ-Boryl-Substitution of Allyl Acetals2014

    • Author(s)
      Yuta Takenouchi, Eiji Yamamoto, Hajime Ito
    • Organizer
      The XXVI International Conference on Organometallic Chemistry
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌 (北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-07-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 有機元素化学研究室/伊藤肇 ホームページ

    • URL

      http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/organoelement/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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