配向基を内包した新規触媒によるカルボニル基β及びγ位Ｃ（ｓｐ３）－Ｈ官能基化反応

• Project/Area Number: 18J21110
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Chemical pharmacy
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 田中 亮 北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: C-H官能基化反応 / Cp*Rh(III)触媒 / 有機触媒 / ロジウム錯体 / 触媒的C-H官能基化反応 / Cp*Co錯体 / エン反応

Outline of Annual Research Achievements

申請書記載の内容に関して、前年度に合成したCp配位子上にアミノ基を組み込んだRh触媒を用いて、様々な反応を検討したものの、反応の進行を確認することはできなかった。そこで、金属触媒と有機触媒の協働系による新規反応を検討し、触媒設計の知見を得ることとした。金属触媒としてCp*Rh(III)触媒を用いたC-H官能基化反応と、有機触媒としてホウ素触媒を用いたα,β-不飽和カルボン酸の活性化を組み合わせた反応が進行することを見出した。反応溶媒や温度、ホウ素触媒の種類等の検討を行なった後、ホウ素触媒に対するリガンドを検討したところ、BINOL由来の最適触媒を用いることで、反応温度50度の温和な条件において、高収率で目的物が得られることがわかった。基質適用範囲の検討を行った結果、本反応は様々な官能基が置換した基質に対しても適用可能であることがわかった。以上の結果は、現在論文投稿に向け準備中である。さらに、ホウ素触媒に対するリガンドが反応性に大きな影響を与えたことから、キラルリガンドを用いた不斉反応の検討を行った。アミノ酸やBINOL由来の様々なキラルリガンドを調製し、反応に適用したところ、低いエナンチオ選択性ではあるものの、不斉誘起を確認した。この結果を受け、ホウ素触媒に対するリガンドをCp配位子上に組み込んだRh触媒を合成し、反応に適用したところ、低収率、低エナンチオ選択性ではあるものの、不斉反応の進行を確認した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Cobalt-catalyzed Synthesis of Homoallylic Amines from Imines and Terminal Alkenes (2019)
  • Author(s): Tanaka Ryo、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 48 Issue: 9 Pages: 1046-1049
  • DOI: 10.1246/cl.190378
  • NAID: 130007703028
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Imidate as the Intact Directing Group for the Cobalt-Catalyzed C-H Allylation (2019)
  • Author(s): Tanaka Ryo、Tanimoto Iku、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
  • Journal Title: The Journal of Organic Chemistry Volume: 84 Issue: 20 Pages: 13203-13210
  • DOI: 10.1021/acs.joc.9b01972
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective C(sp3)-H Amidation of Thioamides Catalyzed by a CobaltIII/Chiral Carboxylic Acid Hybrid System (2018)
  • Author(s): Fukagawa Seiya、Kato Yoshimi、Tanaka Ryo、Kojima Masahiro、Yoshino Tatsuhiko、Matsunaga Shigeki
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 58 Issue: 4 Pages: 1153-1157
  • DOI: 10.1002/anie.201812215
  • Peer Reviewed