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修飾シクロペンタジエニルロジウム触媒の創製と不斉炭素-水素結合官能基化への応用

Research Project

Project/Area Number 18J13654
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Synthetic chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

山田 高之  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsロジウム / シクロペンタジエニル錯体 / アルキン / 炭素-水素結合官能基化反応 / Lossen転位 / アミド / 不斉C-H官能基化反応 / hemilabile / 炭素ー水素結合官能基化反応 / 環化反応 / アルケニル化反応
Outline of Annual Research Achievements

本年度は大きく2つのことに取り組んだ。1つ目として、ヘテロールカルボキシアミドと内部アルキンに対して、修飾CpARh(III)錯体を触媒として作用させたところ、形式的Lossen転位を経由し、アルケニルヘテロ芳香環化合物が得られることを見出した。また、立体的にかさ高い内部アルキンを用いた場合には、形式的なLossen転位と[3+2]環化反応が進行した[5,5]縮環ヘテロールを与えた。本カスケード反応は、温和な条件において一挙に骨格構築できることに加えて、安定な原料をビルディングブロックとして採用できる点で、合成化学的な有用性も持ち合わせている。
2つ目に行ったこととして、キラルCpARh(III)の合成と不斉C-H結合官能基化反応に取り組んだ。まず、CpARh触媒の架橋部位に不斉点を導入し、ペンダントアミド部位をhemilabileな置換基として用いるキラルCpARh触媒の創製を目指した。結果、キラル1,6-ジインとシクロプロピリデンアセトアミドとの[2+2+1]付加環化反応は進行したが、光学純度の低下がみられた。この前駆体に対して、還元的錯形成を行うことでキラルCpARh錯体を合成し、活性評価を行ったところ、不斉が発現することがわかり、ペンダントアミド部位がhemilabileな置換基として作用している知見を得ることができた。次に、配向基と中心金属との配位に加えてペンダントアミド部位と基質の配位性官能基との水素結合を利用し、C-H結合切断段階で不斉を誘起する手法の開発を目指した。不斉源として(S)-BINOLから誘導したビナフチルアミンをペンダント部位に導入することで、酸性度を活かしたデザインに加えて、触媒合成段階でラセミ化が進行しない構造とした。検討の結果、キラルCpARh錯体の合成に成功し、配位性官能基を有する対称ビアリールの臭素化反応による不斉非対称化反応が進行した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Oxidative Annulation of Acetanilides with Alkynes Catalyzed by Cyclopentadienyl Rhodium(III) Complexes with Pendant Amides2019

    • Author(s)
      Yoshimura Ryo、Shibata Yu、Yoshizaki Soichi、Terasawa Jyunichi、Yamada Takayuki、Tanaka Ken
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 2019 Issue: 7 Pages: 986-993

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900139

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formal Lossen Rearrangement/Alkenylation or Annulation Cascade of Heterole Carboxamides with Alkynes Catalyzed by CpRhIII Complexes with Pendant Amides2019

    • Author(s)
      Yamada Takayuki、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: 25 Issue: 70 Pages: 16022-16031

    • DOI

      10.1002/chem.201904156

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Aerobic Oxidative Olefination of Benzamides with Styrenes Catalyzed by a Moderately Electron-Deficient CpRh(III) Complex with a Pendant Amide2019

    • Author(s)
      Yoshimura Ryo、Shibata Yu、Yamada Takayuki、Tanaka Ken
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 84 Issue: 5 Pages: 2501-2511

    • DOI

      10.1021/acs.joc.8b02875

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formal Lossen Rearrangement/[3+2] Annulation Cascade Catalyzed by a Modified Cyclopentadienyl RhIII Complex2018

    • Author(s)
      Yamada Takayuki、Shibata Yu、Kawauchi Susumu、Yoshizaki Soichi、Tanaka Ken
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 24 Issue: 22 Pages: 5723-5727

    • DOI

      10.1002/chem.201801125

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functionalized Cyclopentadienyl Ligands and Their Substituent Effects on a Rhodium(III)-Catalyzed Oxidative [4+2] Annulation of Indole- and Pyrrole-1-Carboxamides with Alkynes2018

    • Author(s)
      Yamada Takayuki、Shibata Yu、Tanaka Ken
    • Journal Title

      Asian Journal of Organic Chemistry

      Volume: 7 Issue: 7 Pages: 1396-1402

    • DOI

      10.1002/ajoc.201800262

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 修飾CpRh(III)触媒を用いたC-H結合切断を経由するN-アシロキシアミド誘導体とアルキンとのカップリング反応2019

    • Author(s)
      〇山田 高之、柴田 祐、田中 健
    • Organizer
      第115回有機合成シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Modified Cp-Rhodium(III) Complex-Catalyzed Coupling Reactions of Carboxamides with Alkynes via C-H Bond Cleavage2019

    • Author(s)
      〇Takayuki Yamada, Yu Shibata, Ken Tanaka
    • Organizer
      20th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS20)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modified Cp-Rhodium(III)-Catalyzed Coupling Reactions of Heterole-Carboxamides with Alkynes via C-H Bond Cleavage2019

    • Author(s)
      〇Takayuki Yamada, Yu Shibata, Ken Tanaka
    • Organizer
      日本化学会第99回春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 修飾Cpロジウム(III)触媒を用いたベンズアミドの酸化的オレフィン化反応2018

    • Author(s)
      〇吉村 凌、柴田 祐、山田 高之、田中 健
    • Organizer
      第65回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 修飾Cpロジウム(III)触媒を用いたベンズアミドとアルケンとの酸化的オレフィン化反応2018

    • Author(s)
      〇吉村 凌, 柴田 祐, 山田 高之, 田中 健
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 田中(健)研究室 ホームページ

    • URL

      http://www.apc.titech.ac.jp/~ktanaka/www/Home.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 田中(健)研究室ホームページ

    • URL

      http://www.apc.titech.ac.jp/~ktanaka/www/Home.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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