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鉄触媒を用いたsp2炭素-水素結合の直接アミノ化反応の開発

Research Project

Project/Area Number 14J11422
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

松原 立明  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords鉄 / 炭素ー水素結合活性化 / アルケン / アルキン / アミド / 国際研究者交流
Outline of Annual Research Achievements

本研究者は鉄触媒を用いた反応を研究するなかで,「適切な配向基・配位子の設計により,高活性かつ安定な有機鉄化学種を生成する」という知見を明らかとし,配向基を有する芳香環を反応基質として用いたカップリング反応を開発してきた.反応剤の検討から,求電子剤を用いた場合にとりわけ良好な反応性を示すことを見出し,申請当初の目的であったアミノ化だけでなく,アルキル求電子剤を用いたアルキル化反応の開発に成功した.
また本研究者は,本鉄化学種と多重結合との反応に興味を持ち,上記の反応開発と並行して検討を行ってきた.その結果,アルケンへの付加によりアルキル化反応が進行することを見出した.本反応は有機鉄のアルケンへの付加後に生成する有機金属化学種を起点としたさらなる官能基化が可能であるといった,他の金属触媒では例を見ない特異な反応性を示すことがわかった.反応条件を変えることで,藤原・守谷型の反応とも言える,芳香環の直接アルケニル化を良好な収率で達成にも成功した.
更に,内部アルキンを反応剤として用いることで多彩な反応性を示すことを見出した.すなわち,アミドとアルキンのカップリング反応を経て,[4+2]環化反応を経たピリドン合成,[3+2]環化反応を経たインデノン合成,また付加反応を経た芳香環のアルケニル化の開発に成功した.
また,原子効率の更なる向上を志向した反応の開発に取り組み,C–H/C–Hカップリング反応の開発に成功した.
これらの反応から得た知見を応用し,配向基・配位子によって安定化された鉄を系中で模した錯体を形成し,種々のカップリング反応の開発を試みた.望みの結果を得ることが出来ないながらも,重要な知見を得ることができた.

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

    (8 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Oxidative C–H Activation Approach to Pyridone and Isoquinolone via Iron-Catalyzed Coupling of Amide with Alkyne2016

    • Author(s)
      Tatsuaki Matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • Journal Title

      Chemistry –An Asian Journal

      Volume: 11 Issue: 3 Pages: 380-384

    • DOI

      10.1002/asia.201501095

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Iron-Catalyzed Directed Alkylation of Aromatic and Olefinic Carboxamides with Primary and Secondary Alkyl Tosylates, Mesylates, and Halides2014

    • Author(s)
      Laurean Ilies, Tatsuaki Matsubara, Saki Ichikawa, Sobi Asako, Eiichi Nakamura
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 136 Issue: 38 Pages: 13126-13129

    • DOI

      10.1021/ja5066015

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Iron-catalyzed reaction of amides and alkynes via C–H bond activation2015

    • Author(s)
      Tatsuaki matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Hawaii convention center
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Regioselective Synthesis of 2-Pyridones via Iron-Catalyzed C–H Functionalization of Amides with Alkynes2015

    • Author(s)
      Tatsuaki matsubara, Laurean Ilies, Eiichi Nakamura
    • Organizer
      第十回有機元素化学セミナー
    • Place of Presentation
      京都大学化学研究所
    • Year and Date
      2015-06-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Selectivity Switch in Iron-Catalyzed Reaction of Amides with Alkynes via Directed C(sp2)-H Bond Activation2015

    • Author(s)
      松原立明
    • Organizer
      日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学,千葉県船橋市
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アルキル求電子剤を用いた鉄触媒によるC(sp2)-H結合の直接アルキル化反応2014

    • Author(s)
      松原立明
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀,東京都江戸川区
    • Year and Date
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アルキルトシラート及びハロゲン化アルキルを用いた鉄触媒によるC(sp2)-H結合の直接アルキル化反応2014

    • Author(s)
      松原立明
    • Organizer
      有機金属化学討論会
    • Place of Presentation
      九州大学,福岡県福岡市
    • Year and Date
      2014-09-23 – 2014-09-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Iron-Catalyzed ortho-Alkylation of Aromatic Carboxamides with Primary and Secondary Alkyl Halides2014

    • Author(s)
      松原立明
    • Organizer
      XXVI International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC)
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌,北海道札幌市
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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

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