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有機ケイ素還元剤による低原子価金属錯体の発生を鍵とした窒素―窒素多重結合活性化

Research Project

Project/Area Number 16J04365
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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

Principal Investigator

川北 健人  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsバナジウム / ピロール / 窒素―窒素二重結合 / 環化反応 / 切断反応 / ピロール合成 / 還元的切断反応 / 有機ケイ素還元剤 / 5族金属塩化物
Outline of Annual Research Achievements

本研究代表者は、前周期遷移金属の低原子価金属錯体を用いた窒素―窒素多重結合の還元的切断反応および官能基化反応の検討を行ってきた。今回、切断したアゾ化合物のさらなる変換反応の一つとして、アゾ化合物を窒素源とした多置換ピロール合成反応に着目した。ピロールは最も単純な含窒素芳香族化合物の一つであり、多くの天然物や医薬品、染料、機能性物質などに含まれる基本骨格である。そのため多置換ピロールの合成意義は高く、簡便かつ効率的な合成手法の開発は重要な研究対象である。前年度までに、アルキンとアゾ化合物の環化反応による多置換ピロールの触媒的合成反応に対してバナジウム錯体とアニリン誘導体を組み合わせた触媒系が高い反応活性を示すことを明らかにしている。本触媒反応はアルキンとアゾ化合物のみを出発原料に用いており、出発原料由来の副生物を伴わないため、環境負荷が少なく原子効率に優れた反応である。本年度は本触媒反応の詳細な反応機構解析に注力し、コントロール実験、中間体の単離、速度論解析を行った。その結果、ビスイミドバナジウム5価錯体が本反応の活性種であることを明らかにした。実際に、別途合成単離したビスイミドバナジウム5価錯体を触媒に用いて本ピロール合成反応を行ったところ、高収率で目的のピロールが得られた。この結果は、アゾ化合物を窒素源とした有機合成反応の効率的な触媒系を開発する研究において重要な知見である。
本研究成果は学術論文としてまとめ、アメリカ化学会の総合学術誌に掲載された。また、国内の学会でも発表を行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] ミネソタ大学ツインシティー校(米国)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ミネソタ大学(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Bis(imido)vanadium(V)-Catalyzed [2+2+1] Coupling of Alkynes and Azobenzenes Giving Multisubstituted Pyrroles2019

    • Author(s)
      Kento Kawakita, Evan P. Beaumier, Yuya Kakiuchi, Hayato Tsurugi, Ian A. Tonks, Kazushi Mashima
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 141 Issue: 10 Pages: 4194-4198

    • DOI

      10.1021/jacs.8b13390

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] In Situ Catalyst Generation and Benchtop-Compatible Entry Points for TiII/TiIV Redox Catalytic Reactions2018

    • Author(s)
      Zachary W. Davis-Gibert, Kento Kawakita, Daniel R. Blechschmidt, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima, Ian A. Tonks
    • Journal Title

      Organometallics

      Volume: 37 Issue: 23 Pages: 4439-4445

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.8b00474

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Arylimido-Bridged Dinuclear Ti(μ-NAr)2Ti Scaffold for Alkyne Insertion into ortho-C-H Bond of Arylimido Ligands2017

    • Author(s)
      Haruki Nagae, Wataru Hato, Kento Kawakita, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 23 Issue: 3 Pages: 586-596

    • DOI

      10.1002/chem.201603580

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Low Temperature Activation of Supported Metathesis Catalysts by Organosilicon Reducing Agents2016

    • Author(s)
      Victor Mougel, Ka-Wing Chan, Georges Siddiqi, Kento Kawakita, Haruki Nagae, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima, Olga Safonova, Christophe Coperet
    • Journal Title

      ACS Central Science

      Volume: 2 Issue: 8 Pages: 569-576

    • DOI

      10.1021/acscentsci.6b00176

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Mechanistic Study on Vanadium-catalyzed [2+2+1]-Cycloaddition of Alkynes and Azobenzenes2019

    • Author(s)
      川北健人、垣内勇哉、Evan P. Beaumier、Ian A. Tonks、劒隼人、真島和志
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Reductive Cleavage of Nitrogen-nitrogen Double Bond of Azocompounds by Low-valent Group 5 Metal Species2017

    • Author(s)
      Kento Kawakita, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Reductive Cleavage of Azo N=N Bonds by Low-valent Group 5 Metal Species2017

    • Author(s)
      Kento Kawakita, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima
    • Organizer
      Biotechnology and Chemistry for Green Growth
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台(兵庫県・淡路市)
    • Year and Date
      2017-03-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Azo N=N Bond Cleavage Mediated by Low-valent Group 5 Metal Species2017

    • Author(s)
      Kento Kawakita, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima
    • Organizer
      19th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reductive Cleavage Reaction of Azo N=N Bond by Low-valent Species of Group 5 Metal Complexes2017

    • Author(s)
      川北 健人、劒 隼人、真島 和志
    • Organizer
      錯体化学会第67回討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Azo N=N Bond Cleavage Mediated by Low-valent Species of Group 5 Metal Complexes2017

    • Author(s)
      Kento Kawakita, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima
    • Organizer
      JSPS Japanese-German Graduate Externship International Symposium
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Organosilicon Reagents as Reductants of Early Transition Metal Complexes in a Salt-free Manner for Generating Catalytically Active Species2016

    • Author(s)
      Kento Kawakita, Teruhiko Saito, Haruka Nishiyama, Hayato Tsurugi, Kazushi Mashima
    • Organizer
      20th International Symposium on Homogeneous Catalysis
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-07-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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