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Hydroalkylation of Simple Alkenes by sp3 C-H Bond

Research Project

Project/Area Number 17K05867
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Synthetic chemistry
Research InstitutionAoyama Gakuin University

Principal Investigator

Takeuchi Ryo  青山学院大学, 理工学部, 教授 (00216871)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsヒドロアルキル化 / 単純アルケン / 1,3-ジケトン / β-ケトエステル / カチオン性イリジウム触媒 / 炭素-炭素結合生成 / 活性メチレン化合物 / イリジウム / 炭素‐水素結合活性化 / 炭素-水素結合活性化 / ヒドロアルキル化反応
Outline of Final Research Achievements

Hydroalkylation of alkenes is a useful reaction to construct a carbon-carbon bond under neutral reaction conditions in a highly atom-economical manner. Intermolecular hydroalkylation of aliphatic terminal alkenes with 1,3-diketones under neutral conditions has been achieved using a cationic iridium catalyst. An active C-H bond of 1,3-diketones added to aliphatic terminal alkenes to give branched α-substituted 1,3-diketones in high yields. The products were easily converted to heterocycles. Similarly, hydroalkylation of aliphatic alkenes with β-ketoesters proceeded with the use of a cationic iridium complex and bidentate phosphine ligand to give selectively branched α-substituted β-ketoesters in high yields. One-pot sequential hydroalkylation/Krapcho dealkoxycarbonylation of alkenes and beta-ketoesters gave β-substituted ketones. These reactions provide a new method for extending a carbon chain from an aliphatic terminal alkene.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

大規模に製造され入手容易な原料である単純アルケンを用いる炭素-炭素結合生成反応の開発が待ち望まれている。例えば、Michael反応では、アルケンに電子吸引基が置換している必要があり、単純アルケンには適用できない。本研究は、単純アルケンから中性条件において原子効率的な炭素鎖伸長を実現した。これらの反応は、汎用化学原料の高付加価値化分子変換反応として極めて大きな意味をもつ。また、カチオン性イリジウム触媒の炭素-炭素結合生成反応に対する潜在的可能性を明らかにし、学術上の新たな課題を明確にした事は意義深い。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Regioselectivity in the Iridium-Catalyzed [2 + 2 + 2] Cycloaddition of Unsymmetrical α,ω-Diynes with Nitrile: A DFT Study2020

    • Author(s)
      Ken Sakata, Satoshi Shimada, Ryo Takeuchi
    • Journal Title

      Organometallics

      Volume: 39

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Anthraquinones by Iridium-Catalyzed [2 + 2 + 2] Cycloaddition of a 1,2-Bis(propiolyl)benzene Derivative with Alkynes2019

    • Author(s)
      Takahiro Sawano , Yuko Toyoshima, Ryo Takeuchi
    • Journal Title

      Inorganics

      Volume: 7 Issue: 11 Pages: 138-138

    • DOI

      10.3390/inorganics7110138

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cationic Iridium Complex-Catalyzed Intermolecular Hydroalkylation of Unactivated Alkenes with 1,3-Diketones2019

    • Author(s)
      Ryo Takeuchi, Jun Sagawa, Masaki Fujii
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 21 Issue: 3 Pages: 741-744

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b03975

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Chiral Homoallylic Nitriles by Iridium-Catalyzed Allylation of Cyanoacetates2018

    • Author(s)
      Asuka Matsunami, Kazuki Takizawa, Shogo Sugano, Yusuke Yano, Hiroaki Sato, Ryo Takeuchi
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 83 Issue: 19 Pages: 12239-12246

    • DOI

      10.1021/acs.joc.8b01632

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      澤野卓大、杉浦涼介、浦沢和希、武内亮
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      浦沢和希、保坂宙美、谷川聖人、武内亮
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      澤野卓大、浦沢和希、保坂宙美、谷川聖人、武内亮
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      Takahiro Sawano, Shunsuke Fujisawa, Yuzo Yoshida, Ryo Takeuchi
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    • Int'l Joint Research
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      浦沢 和希、保坂 宙美、谷川 聖人、武内 亮
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      安村 勇気、柳瀬 菜々実、武内 亮
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      第99回日本化学会春季年会
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      杉浦 輝、武内 亮
    • Organizer
      第99回日本化学会春季年会
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  • [Presentation] カチオン性イリジウム触媒によるβーケトエステルを用いた脂肪族単純アルケンへのヒドロアルキル化反応2018

    • Author(s)
      松並 明日香、尾木原 渓、佐川 潤、武内 亮
    • Organizer
      第65回有機金属化学討論会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] カチオン性イリジウム触媒を用いたβーケトエステルの脂肪族単純アルケンへのヒドロアルキル化反応2018

    • Author(s)
      松並 明日香、尾木原 渓、佐川 潤、武内 亮
    • Organizer
      第114回有機合成シンポジウム
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      2018 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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