ユビキタス結合の触媒的直接変換法の開発と応用

• Project/Area Number: 19685012
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional materials chemistry
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 伊丹 健一郎 Nagoya University, 理学研究科, 教授 (80311728)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥24,180,000 (Direct Cost: ¥18,600,000、Indirect Cost: ¥5,580,000); Fiscal Year 2009: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2008: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2007: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
• Keywords: 分子触媒化学 / 炭素-水素結合 / 遷移金属錯体触媒 / 合成化学 / 遷移金属触媒 / 芳香族化合物

Research Abstract

本研究の自的は、炭素-水素結合などのユビキタスな結合を直接変換し有機骨格を構築する一般的手法の確立である。H20年度までに、芳香環やヘテロ芳香環の炭素-水素結合を直接化学変換する新しい触媒の開発に成功した。例えば、電子豊富なヘテロ芳香族化合物とヨウ化アリールのクロスカップリングを促進するユニークなイリジウム触媒を新たに開発した。トリシクロヘキシルホスフィンが特異的に優れた配位子であることが明らかとなり、等モル量のヘテロ芳香族化合物とヨウ化アリールでの効率的カップリングを実現できた。さらに、ユニークな位置選択性を発現するパラジウム触媒を開発することにも成功した。本触媒はチオフェン誘導体のβ位を選択的にアリール化する優れた触媒である。これまで、チオフェン誘導体の官能基化はα位で優先的に進行することが知られており、本発見はチオフェン類のβ位選択的官能基化の道を拓くポテンシャルをもつと考えられる。芳香族化合物とアリールボロン酸の芳香環連結反応が、銅塩で進行することも見出すことにも成功した。ピロールやインドールを基質として用いるとマルチプルアリール化が進行し、ヘテロ芳香環をコアにもつスターバースト型の拡張π電子系の迅速構築が可能である。さらに、ヘテロ芳香族化合物とハロゲン化アリールのビアリールカップリングを促進するニッケル触媒を開発した。本法を用いることで、40年ぶりの痛風新薬として脚光を浴びているフェブキソスタットの超短工程合成にも成功した。H21年度(4～5月)も引き続き、開発した新反応・新触媒の精度を高める検討を行ったが、若手研究(S)に採択されたため、本研究を終了した。

Research Products

• [Journal Article] Nickel-Catalyzed Biaryl Coupling of Heteroarenes and Aryl Halides/Triflates (2009)
  • Author(s): J. Canivet, J. Yamaguchi, I. Ban, K. Itami
  • Journal Title: Organic Letters 11 Pages: 1733-1736
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Iridium Catalysis for C-H Bond Arylation of Heteroarenes with Iodoarenes (2009)
  • Author(s): B. Join, T. Yamamoto, K. Itami
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. 48(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Copper-Mediated C-H Bond Arylation of Arenes with Arylboronic Acids (2008)
  • Author(s): I. Ban, T. Sudo, T. Taniguchi, K. Itami
  • Journal Title: Organic Letters 10 Pages: 3607-3609
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 炭素不飽和化合物の触媒的直接化学変換法の開拓 (2008)
  • Author(s): 伊丹健一郎
  • Journal Title: 高分子 57 Pages: 134-137
  • NAID: 10021119013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chelation-Controlled Heck Reactions (2008)
  • Author(s): K. Itami, J. Yoshida
  • Journal Title: The Heck Reaction (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Carbomagnesiation Reactions (2008)
  • Author(s): K. Itami, J. Yoshida
  • Journal Title: The Chemistry of Organomagnesium Compounds (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Coupling of Arenes and Iodoarenes Catalyzed by Rhodium Complex with Strongly pi-accepting Phosphite Ligand (2008)
  • Author(s): S. Yanagisawa, T. Sudo, R. Noyori, K. Itami
  • Journal Title: Tetrahedron 64(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rh-Catalyzed Arylation and Alkenylation of C60 Using Organoboron Compounds (2007)
  • Author(s): M. Nambo, R. Noyori, K. Ifami
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 129 Pages: 8080-8081
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of Pyridyl Coordinated Organosilicon Cation Pool by Oxidative Si-Si Bond Dissociation (2007)
  • Author(s): T. Nokami, R. Soma, Y. Yamamoto, T. Kamei. K. Itami. J. Yoshida
  • Journal Title: Beilstein J. Org. Chem. 3 Pages: 7-11
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Ni触媒によるヘテロ芳香族化合物とハロゲン化アリールのカップリング (2009)
  • Author(s): 山口潤一郎・Jerome Canivet・伴育哉・伊丹健一郎
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学(千葉)
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] 芳香族化合物とメチルアミンの触媒的脱水素クロスカップリング反応 (2008)
  • Author(s): 太田雅紀、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学、東京
  • Year and Date: 2008-03-30
• [Presentation] 炭素-水素結合の触媒的アリール化に基づく多置換チオフェンのプログラム合成 (2008)
  • Author(s): 柳澤周一、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学、東京
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] ロジウム触媒によるアルケンのC-H結合アリール化反応 (2008)
  • Author(s): 大町遼、柳澤周一、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 日本化学会第88春早年会
  • Place of Presentation: 立教大学、東京
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] 電子不足芳香族化合物とヨウ化アリールのカップリング反応 (2008)
  • Author(s): 植田桐加、柳澤周一、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 日本化学会第88春平年会
  • Place of Presentation: 立教大学、東京
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] 有機ホウ素化合物を用いたフラーレンのロジウム触媒ヒドロアリール化反応 (2008)
  • Author(s): 南保正和、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学、東京
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] フラーレンのヒドロアリール化を促進するパラジウム触媒の開発 (2008)
  • Author(s): 森進、南傑正和、Liang-Chen Chi、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学、東京
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] パラジウム触媒を用いた置換ヒドロフラーレンの分子変換反応 (2008)
  • Author(s): 南保正和、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学、東京
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] 銅錯体を用いたC-H結合とC-B結合での芳香環連結反応 (2008)
  • Author(s): 伴育哉、須藤朋子、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学、東京
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 不飽和有機化合物の触媒的直接変換法の開拓と応用 (2008)
  • Author(s): 伊丹健一郎
  • Organizer: 科学研究費補助金特定領域研究「元素相乗系化合物の化学」第3回若手コロキュウム
  • Place of Presentation: 大阪大学中之島センター、大阪
  • Year and Date: 2008-03-15
• [Presentation] 銅錯体を用いたC-H結合とC-B結合での芳香環連結反応 (2008)
  • Author(s): 伴育哉、須藤朋子、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 物質合成研究拠点機関連携事業 第3回物質合成シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学、福岡
  • Year and Date: 2008-03-15
• [Presentation] 遷移金属触媒や有機金属化合物を用いない芳香環連結反応 (2008)
  • Author(s): 柳澤周一、植田桐加、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 物質合成研究拠点機関連携事業 第3回物質合成シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学、福岡
  • Year and Date: 2008-03-15
• [Presentation] ロジウム触媒によるアルケンの炭素-水素結合アリール化反応 (2008)
  • Author(s): 大町遼、柳澤周一、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 物質合成研究拠点機関連携事業 第3回物質合成シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学、福岡
  • Year and Date: 2008-03-15
• [Presentation] ロジウム・パラジウム触媒を用いたフラーレン類の化学変換 (2008)
  • Author(s): 南保正和、森進、Liang-Chen Chi、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 物質合成研究拠点機関連携事業 第3回物質合成シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学、福岡
  • Year and Date: 2008-03-15
• [Presentation] Direct C-H Arylation of Arenes through Rh and Pt Catalysis (2008)
  • Author(s): S. Yanagisawa, O. Coutelier, T. Sudo, R. Noyori, K. Itami
  • Organizer: I st International Workshop on Organic and Organometall ic Chemistry, GCOE in Nagoya
  • Place of Presentation: 名古屋大学、名古屋
  • Year and Date: 2008-03-13
• [Presentation] Chemical Modification of Fullerenes through Rh and Pd Catalysis (2008)
  • Author(s): M. Nambo, S. Mori, L.-C. Chi, R. Noyori, K. Itami
  • Organizer: International Carbon Nanotube Conference in NU
  • Place of Presentation: 名古屋大学、名古屋
  • Year and Date: 2008-02-14
• [Presentation] 不飽和有機化合物の触媒的直接変換法の開拓と応用 (2008)
  • Author(s): 伊丹健一郎
  • Organizer: 東京工業大学資源研講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学資源化学研究所
  • Year and Date: 2008-01-15
• [Presentation] 銅錯体を用いたC-H結合とC-B結合での芳香環連結反応 (2008)
  • Author(s): 伴育哉、須藤朋子、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 名古屋大学GCOE第1回物質科学フロンティアセミナー
  • Place of Presentation: 名古屋大学、名古屋
  • Year and Date: 2008-01-11
• [Presentation] Catalytic Direct Functionalization of Aromatics (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: 2007 Workshop on Organometallic Chemistry (WOMC)
  • Place of Presentation: Suzuki Umetaro Hall (RIKEN), Saitama, Japan
  • Year and Date: 2007-11-08
• [Presentation] 炭素不飽和化合物の触媒的直接変換法の開拓と応用 (2007)
  • Author(s): 伊丹健一郎
  • Organizer: 物質合成研究拠点機関連携事業 若手フォーラム
  • Place of Presentation: 名古屋大学、名古屋
  • Year and Date: 2007-11-02
• [Presentation] ロジウム触媒による有機ホウ素化合物を用いたC_<60>のアリール化、アルケニル化反応 (2007)
  • Author(s): 南保正和、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 第54回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 広島大学、広島
  • Year and Date: 2007-10-27
• [Presentation] ロジウム触媒を用いた芳香族化合物とヨウ化アリールの直接カップリング (2007)
  • Author(s): 柳渾周一、野依良治、伊丹健一郎
  • Organizer: 第54回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 広島大学、広島
  • Year and Date: 2007-10-27
• [Presentation] ロジウム触媒による芳香環炭常-水素結合直接アリール化反応の機構解明 (2007)
  • Author(s): O. Coutelier, Y. Shiota, S. Yanagisawa. T. Inoue, R. Noyori, K. Yoshizawa, K. Itami
  • Organizer: 第54回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 広島大学、広島
  • Year and Date: 2007-10-27
• [Presentation] Creation of Privileged Structures Based on Catalytic Direct Functionalization of Olefins and Aromatics (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: National Taiwan University Lecture
  • Place of Presentation: National Taiwan University, Taiwan
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] Creation of Privileged Structures Based on Catalytic Direct Functionalization of Olefins and Aromatics (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: National Tsing-Hua University Lecture
  • Place of Presentation: National Tsing-Hua University, Taiwan
  • Year and Date: 2007-09-20
• [Presentation] Creation of Privileged Structures Based on Catalytic Direct Functionalization of Olefins and Aromatics (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: National Taiwan Normal University Lecture
  • Place of Presentation: National Taiwan Normal University, Taiwan
  • Year and Date: 2007-09-19
• [Presentation] Catalytic Direct Functionalization of Aromatics: Arenes, Heteroarenes, and Fullerenes (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: The 4th IRTG Joint Seminar of Munster University & Nagoya University
  • Place of Presentation: Munster University, Germany
  • Year and Date: 2007-09-06
• [Presentation] Rh-Catalyzed Arylation and Alkenylation of C_<60> Using Organoboron Compounds (2007)
  • Author(s): M. Nambo, R. Noyori, K. Itami
  • Organizer: The 2nd International Conference on Joint Project of Chemical Synthesis Core Research Institutions "Development of New Synthetic Methods and Creation of Functions"
  • Place of Presentation: Kyoto University, Nagoya
  • Year and Date: 2007-08-07
• [Presentation] Rh-Catalyzed Direct C-H Arylation of Arenes with Aryl Iodides (2007)
  • Author(s): S. Yanagisawa, T. Sudo, R. Noyori, K. Itami
  • Organizer: The 2nd International Conference on Joint Project of Chemical Synthesis Core Research Institutions "Development of New Synthetic Methods and Creation of Functions"
  • Place of Presentation: Kyoto University, Nagoya
  • Year and Date: 2007-08-07
• [Presentation] On the Mechanism of Rh-Catalyzed Direct C-H Arylation of Arenes (2007)
  • Author(s): O. Coutelier, Y. Shiota, S. Yanagisawa. T. Inoue, R. Noyori, K. Yoshizawa, K. Itami
  • Organizer: The 2nd International Conference on Joint Project of Chemical Synthesis Core Research Institutions "Development of New Synthetic Methods and Creation of Functions"
  • Place of Presentation: Kyoto University, Nagoya
  • Year and Date: 2007-08-07
• [Presentation] Rh-Catalyzed Arylation and Alkenylation of C_<60> Using Organoboron Compounds (2007)
  • Author(s): M. Nambo, R. Noyori, K. Itami
  • Organizer: The 14th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS-14)
  • Place of Presentation: Nara, Japan
  • Year and Date: 2007-08-03
• [Presentation] Rh-Catalyzed Direct C-H Arylation of Arenes with Aryl Iodides (2007)
  • Author(s): S. Yanagisawa, T. Sudo, R. Noyori, K. Itami
  • Organizer: The 14th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS-14)
  • Place of Presentation: Nara, Japan
  • Year and Date: 2007-08-03
• [Presentation] On the Mechanism of Rh-Catalyzed Direct C-H Arylation of Arenes (2007)
  • Author(s): O. Coutelier, Y. Shiota, S. Yanagisawa, T. Inoue, R. Noyori, K. Yoshizawa, K. Itami
  • Organizer: The 14th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS-14)
  • Place of Presentation: Nara, Japan
  • Year and Date: 2007-08-03
• [Presentation] 炭素-水素結合の触媒的直接変換法の開拓と応用 (2007)
  • Author(s): 伊丹健一郎
  • Organizer: 第42回有機反応若手の会
  • Place of Presentation: ラーニングアーバー横蔵・岐阜
  • Year and Date: 2007-07-12
• [Presentation] Creation of Privileged Organic Structures Based on Catalytic C-H Bond Functionalization (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: McGill University Lecture
  • Place of Presentation: McGill University, Canada
  • Year and Date: 2007-06-22
• [Presentation] Creation of Privileged Organic Structures Based on Catalytic C-H Bond Functionalization (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: University de Montreal Lecture
  • Place of Presentation: Universite de Montreal, Canada
  • Year and Date: 2007-06-21
• [Presentation] Creation of Privileged Organic Structures Based on Catalytic C-H Bond Functionalization (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: University of Ottawa Lecture
  • Place of Presentation: University of Ottawa, Canada
  • Year and Date: 2007-06-20
• [Presentation] Creation of Privileged Organic Structures Based on Catalytic C-H Bond Functionalization (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: Queen's University Lecture
  • Place of Presentation: Queen's University, Canada
  • Year and Date: 2007-06-18
• [Presentation] Creation of Privileged Organic Structures Based on Catalytic C-H Bond Functionalization (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: University of Toronto Lecture
  • Place of Presentation: University of Toronto, Canada
  • Year and Date: 2007-06-15
• [Presentation] 炭素-水素結合の触媒的直接変換法の開拓と応用 (2007)
  • Author(s): 伊丹健一郎
  • Organizer: 北陸先端科学技術大学院大学講演会
  • Place of Presentation: 北陸先端科学技術大学院大学
  • Year and Date: 2007-06-01
• [Presentation] Creation of Functional Materials Based on Catalytic C-H Bond Functionalization (2007)
  • Author(s): Kenichiro Itami
  • Organizer: The 3rd IRTG Joint Seminar of Munster University & Nagoya University
  • Place of Presentation: Nagoya University, Nagoya
  • Year and Date: 2007-04-20
• [Presentation] Rh-Catalyzed Arylation and Alkenylation of C_<60> Using Organoboron Compounds (2007)
  • Author(s): M. Nambo, R. Noyori, K. Itami
  • Organizer: The 3rd IRTG Joint Seminar of Munster University & Nagoya University
  • Place of Presentation: Nagoya University, Nagoya
  • Year and Date: 2007-04-20
• [Presentation] Direct Arylation of Arenes with Aryl Iodides via Rhodium Catalysis (2007)
  • Author(s): S. Yanagisawa, T. Sudo, R. Noyori, K. Itami
  • Organizer: The 3rd IRTG Joint Seminar of Miinster University & Nagoya University
  • Place of Presentation: Nagoya University, Nagoya
  • Year and Date: 2007-04-20
• [Presentation] On the Mechanism of Rh-Catalyzed Direct C-H Arylation of Arenes (2007)
  • Author(s): O. Coutelier, Y. Shiota, S. Yanagisawa, T. Inoue, R. Noyori, K. Yoshizawa, K. Itami
  • Organizer: The 3rd IRTG Joint Seminar of Munster University & Nagoya University
  • Place of Presentation: Nagoya University, Nagoya
  • Year and Date: 2007-04-20
• [Presentation] Catalytic C-H/C-H Coupling of Methylamines and Arenes (2007)
  • Author(s): M. Ohta, R. Noyori, K. Itami
  • Organizer: The 3rd IRTG Joint Seminar of Munster University & Nagoya University
  • Place of Presentation: Nagoya University, Nagoya
  • Year and Date: 2007-04-20