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遷移金属触媒と二酸化炭素ガスによるC(sp3)-H結合カルボキシル化反応の開発

Research Project

Project/Area Number 14J08052
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical pharmacy
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

道上 健一  北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords遷移金属触媒 / コバルト / C-H活性化 / C(sp3)-H結合 / 二酸化炭素 / カルボキシル化 / ケトン / アリル化 / 遷移金属錯体 / ロジウム / メタラサイクル
Outline of Annual Research Achievements

報告者は前年度、研究課題に即する成果として、二酸化炭素を用いたコバルト触媒によるアリル位C(sp3)-H結合カルボキシル化反応を開発した。すなわち、アリルベンゼン誘導体に対し、1気圧の二酸化炭素雰囲気下、コバルト触媒、キサントホス、およりトリメチルアルミニウムを作用させると、アリル位C(sp3)-H結合の切断を契機とするカルボキシル化が進行し、対応する4-アリール-3-ブテン酸が良好な収率かつ位置選択的に得られた。そこで平成28年度は、本反応の基質適用範囲の拡大を目指し検討を行った。
様々な置換基を有するアリルベンゼンを用い、先述のカルボキシル化を試みた。その結果、アミド、エステル、ケトンなどのカルボニル基が共存する場合においても二酸化炭素との反応が選択的に進行した。これらのカルボニル基は一般に二酸化炭素よりも反応性が高いため、これらの官能基を損なうことなくカルボキシル化が収率よく進行したことは特筆すべき点といえる。
さらに、アリルベンゼンに加え様々な1,4-ジエン化合物も本反応に利用可能であり、対応する3,5-ヘキサジエン酸が収率よく得られた。また、長鎖末端アルケンである1-ウンデセンンからも低収率ながらカルボン酸が得られた。
本研究内容はすでに論文にまとめ、ジャーナル誌に投稿した。現在査読を受けている。
報告者は上記研究に加え、求電子剤として二酸化炭素に代わり単純ケトン類が利用可能であることを新たに見出した。すなわち、アセトンやアセトフェノンを二酸化炭素に代わり反応に加えることで、アリル位C(sp3)-H結合切断を伴うカルボニル基のアリル化が進行することがわかった。また、用いるケトンの性質によって反応の位置選択性が変化することを明らかにした。現在本研究内容について論文を作成中である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Hyrdoxy-Assisted trans-Reduction of 1,3-Enynes: Application to the Formal Synthesis of (+)-Aspicilin2017

    • Author(s)
      Sebastian Schaubach, Kenichi Michigami, Alois Fuerstner
    • Journal Title

      Synthesis

      Volume: 49 Issue: 01 Pages: 202-208

    • DOI

      10.1055/s-0035-1562381

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ru-Catalyzed C-H Silylation of 1-Arylpyrazole Derivatives and Fluoride-Mediated Carboxylation: Use of Two Nitrogen Atomes of the Pyrazole Group2014

    • Author(s)
      Tsuyoshi Mita, Hiroyuki Tanaka, Kenichi Michigami, Yoshihiro Sato
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 25 Issue: 09 Pages: 1291-1294

    • DOI

      10.1055/s-0033-1341230

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 二酸化炭素を用いたコバルト触媒によるアリル位C(sp3)-H結合カルボキシル化反応の開発2017

    • Author(s)
      道上健一、美多剛、佐藤美洋
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      東北大学川内北キャンパス講義棟C棟、宮城県、仙台市
    • Year and Date
      2017-03-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Cobatl-Catalyzed Carboxylation of Allylic C-H Bond with Carbon Dioxide2016

    • Author(s)
      Kenichi Michigami, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro, Sato
    • Organizer
      The 11th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
    • Place of Presentation
      大田市(韓国)
    • Year and Date
      2016-10-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cobatl-Catalyzed Carboxylation of Allylic C-H Bond with Carbon Dioxide2016

    • Author(s)
      Kenichi Michigami, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
    • Organizer
      The 6th Junior International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫キャンパスC-CUBE、福岡県、福岡市
    • Year and Date
      2016-10-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コバルト触媒と二酸化炭素によるアリル位C-H結合カルボキシル化反応の開発2016

    • Author(s)
      道上健一、美多剛、佐藤美洋
    • Organizer
      第63回有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      早稲田大学西早稲田キャンパス63号館、東京都、新宿区
    • Year and Date
      2016-09-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] コバルト触媒と二酸化炭素によるアリル位C(sp3)-H結合カルボキシル化反応の開発2016

    • Author(s)
      道上健一、美多剛、佐藤美洋
    • Organizer
      第28回万有札幌シンポジウム プレシンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学薬学部、北海道、札幌市
    • Year and Date
      2016-07-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Iridium(I)- and Rhodium(I)-Catalyzed Intermlecular Dehydrogenative Silylation of C(sp3)-H Bonds Adjacent to a Nitrogen Atom2014

    • Author(s)
      Kenichi Michigami, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
    • Organizer
      26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC-2014)
    • Place of Presentation
      Royton Sapporo (Sapporo, Japan)
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of Triborylated Compounds via Iridium-Catalyzed Triple Activation of Primary C(sp3)-H Bonds2014

    • Author(s)
      Yuto Ikeda, Kenichi Michigami, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
    • Organizer
      26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC-2014)
    • Place of Presentation
      Royton Sapporo (Sapporo, Japan)
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Ruthenium-Catalyzed C(sp2)-H Silylation of Arylpyrazoles Followed by Carboxylation with CO22014

    • Author(s)
      Hiroyuki Tanaka, Kenichi Michigami, Tsuyoshi Mita, Yoshihiro Sato
    • Organizer
      26th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC-2014)
    • Place of Presentation
      Royton Sapporo (Sapporo, Japan)
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 芳香族C-H結合の触媒的シリル化、続く二酸化炭素によるカルボキシル化反応の開発2014

    • Author(s)
      田中 寛之、道上 健一、美多 剛、佐藤 美洋
    • Organizer
      日本薬学会北海道支部第141回例会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(札幌)
    • Year and Date
      2014-05-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 北海道大学大学院薬学研究院精密合成化学研究室

    • URL

      http://gouka.pharm.hokudai.ac.jp/FSC/jpn/page/top_page.htm

    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report

URL: 

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

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