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Highly regioselective carbon-hydrogen bond direct boronation using substrate functional groups and metal catalyst ligands

Research Project

Project/Area Number 19K05449
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Ishiyama Tatsuo  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00232348)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords炭素ー水素結合活性化 / ホウ素化 / 炭素ー水素結合の活性化 / 有機ホウ素化合物
Outline of Research at the Start

有機ホウ素化合物は、化学の様々な分野で重要な役割を果たしており、その需要は増加の一途をたどっている。これに伴い、必要とされる有機ホウ素化合物も複雑化および多様化していることから従来法による合成も煩雑化しており、新しいホウ素化反応の開発が各方面から強く望まれている。
本研究で開発を計画しているホウ素化は、最も入手容易で安価な炭化水素類を炭素源として利用した水素のみを副生成物とするクリーンな一段階反応であることから、鈴木・宮浦カップリングなどをワンポットで行うことにより、プロセス化学の観点からも従来にない高効率的な炭素-炭素結合形成法などの開発が期待される。

Outline of Final Research Achievements

Regioselective boronation of different carbon-hydrogen bonds in arenes was successfully developed. Successfully developed regioselective boronation of different carbon-hydrogen bonds in heteroarenes.Successfully developed direct boronation of vinyl carbon-hydrogen bonds of alkenes with sp2 carbon-hydrogen bonds similar to arenes and heteroarenes. We clarified the effective use of the developed boronation reaction for the synthesis of physiologically active substances, natural products, and functional organic materials.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有機ホウ素化合物は、取扱いの容易さや低毒性とともに活性化剤の使い分けによる反応制御の容易さから、現代の精密有機合成に欠かすことのできない重要な試薬となっている。
本研究では、遷移金属触媒による炭素―水素結合の活性化に基づくホウ素化反応の開発、特に同一基質でも置換基の立体効果および配位効果を配位子の種類を使い分けることにより、異なる位置を高選択的にホウ素化する触媒系の開発、反応機構と一般性の解明、および有機合成への有効利用を目的とし、以下の成果を得た。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2020 2019

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

  • [Journal Article] Palladium-catalyzed solid-state borylation of aryl halides using mechanochemistry2022

    • Author(s)
      Kubota Koji、Baba Emiru、Seo Tamae、Ishiyama Tatsuo、Ito Hajime
    • Journal Title

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      Volume: 18 Pages: 855-862

    • DOI

      10.3762/bjoc.18.86

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] General Synthesis of Trialkyl- and Dialkylarylsilylboranes: Versatile Silicon Nucleophiles in Organic Synthesis2020

    • Author(s)
      Shishido, R.; Uesugi, M.; Takahashi, Rikuro.; Mita, T.; Ishiyama, T.; Kubota, K.; Ito, H.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 142 Issue: 33 Pages: 1412514133-1412514133

    • DOI

      10.1021/jacs.0c03011

    • NAID

      120007132047

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Direct Dimesitylborylation of Benzofuran Derivatives via an Iridium-Catalyzed C-H Activation with Silyldimesitylborane2019

    • Author(s)
      Shishido, R.; Sasaki, I.; Seki, T.; Ishiyama, T.; Ito, H.*
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 25 Issue: 56 Pages: 12924-12928

    • DOI

      10.1002/chem.201903776

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Olefin-accelerated C-C cross-coupling reaction in solid-state2019

    • Author(s)
      Seo, T.; Ishiyama, T.; Kubota, K.; Ito, H.
    • Journal Title

      Chem. Sci.

      Volume: 10 Issue: 35 Pages: 8202-8210

    • DOI

      10.1039/c9sc02185j

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Iridium(I)‐Catalyzed C-H Borylation in Air by Using Mechanochemistry2019

    • Author(s)
      Pang Yadong、Ishiyama Tatsuo、Kubota Koji、Ito Hajime
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 25 Issue: 18 Pages: 4654-4659

    • DOI

      10.1002/chem.201900685

    • NAID

      120006823180

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ボールミルを用いた固体宮浦・石山ホウ素化反応の開発2022

    • Author(s)
      馬場 江未瑠、瀬尾 珠恵、久保田 浩司、石山 竜生、伊藤 肇
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] メカノケミストリーによる固体状態で進行するC-Cクロスカップリング反応の開発2019

    • Author(s)
      瀬尾 珠恵・石山 竜生・久保田 浩司・伊藤 肇
    • Organizer
      錯体化学若手の会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] メカノケミストリーによるイリジウム触媒C-Hホウ素化反応2019

    • Author(s)
      Pang Yadong・石山 竜生・久保田 浩司・伊藤 肇
    • Organizer
      第66回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Mechanochemical iridium-catalyzed C-H borylation2019

    • Author(s)
      Yadong Pang, Tatsuo Ishiyama, Koji Kubota, Hajime Ito
    • Organizer
      ACS Fall 2019 National Meeting & Exposition 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Olefin-accelerated C-C cross-coupling reaction in solid-state2019

    • Author(s)
      Tamae Seo, Tatsuo Ishiyama, Koji Kubota, Hajime Ito
    • Organizer
      ACS Fall 2019 National Meeting & Exposition 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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