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Asymmetric Carboformylation of Alkenes by C-C Bond Activation of Aldehyde

Research Project

Project/Area Number 19K15575
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research InstitutionKochi National College of Technology

Principal Investigator

Shirai Tomohiko  高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 准教授 (80784644)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords脱カルボニル化 / カチオン性イリジウム / 不斉ヒドロアシル化 / 不斉ヒドロアリール化 / 脱カルボニル型不斉アリール化 / ヒドロアシル化 / 炭素-水素結合活性化 / イリジウム / カルボホルミル化 / アルケン / C-H結合活性化
Outline of Research at the Start

アルデヒドの炭素-炭素結合切断を伴うアルケンの不斉カルボホルミル化反応は、医薬品などのファインケミカル分野で重要な光学活性アルデヒドの合成法となる。しかし、報告例が少ないだけでなく触媒設計に関しても未知な点が多い。申請者は最近、カチオン性イリジウム/二座ホスフィン触媒を用いるとアルデヒドの脱カルボニル化が進行することを見出した。この知見を活かし、本研究では、カチオン性金属触媒による脱カルボニル化を利用した光学活性化合物の高原子効率型新規合成法を開発する。

Outline of Final Research Achievements

We found a new efficient system for the aldehyde decarbonylation using a cationic iridium/bidentate phosphine catalyst. During our study, we became interested in developing new asymmetric reactions based on decarbonylation by chiral cationic iridium catalysis. In this study, we developed new two enantioselective transformation using arylaldehydes. First, we have developed cationic iridium-catalyzed asymmetric intramolecular carbonyl hydroacylation of 2-keto benzaldehydes. In addition, we have found an unprecedented asymmetric decarbonylative aryl addition of an aromatic aldehydes to bicyclic alkenes, catalyzed by chiral cationic iridium/S-Me-BIPAM complex.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

触媒的なアルデヒドの脱カルボニル化反応は広く研究され、様々な応用研究が進められているが、脱カルボニル化の過程で生じる有機金属錯体を不斉反応に利用した例は限定的である。特に、脱カルボニル型の不斉炭素-炭素結合形成反応はこれまでに報告されていない。本研究では、カチオン性イリジウム触媒による芳香族アルデヒドの脱カルボニル化で生じるアリール金属錯体を、ビシクロアルケンの不斉ヒドロアリール化反応に利用することに成功した。有機金属試薬の代替としてアルデヒドを利用した不斉炭素-炭素結合形成反応は、医農薬分野で有用な光学活性化合物合成に新たな合成戦略を与えると期待できる。

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

    (17 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Cationic Iridium-Catalyzed Asymmetric Decarbonylative Aryl Addition of Aromatic Aldehydes to Bicyclic Alkenes2022

    • Author(s)
      Reina Nonami, Yusei Morimoto, Kazuya Kanemoto, Yasunori Yamamoto, Tomohiko Shirai
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: 28 Issue: 10

    • DOI

      10.1002/chem.202104347

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cationic Iridium/Chiral Bisphosphine‐Catalyzed Enantioselective Hydroacylation of Ketones2020

    • Author(s)
      T. Shirai, T. Iwasaki, K. Kanemoto, Y. Yamamoto
    • Journal Title

      Chemistry An Asian Journal

      Volume: 15 Issue: 12 Pages: 1858-1862

    • DOI

      10.1002/asia.202000386

    • NAID

      120007089524

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Decarbonylation through Aldehydic C-H Bond Cleavage by a Cationic Iridium Catalyst2019

    • Author(s)
      T. Shirai, K. Sugimoto, M. Iwasaki, R. Sumida, H. Fujita, Y. Yamamoto
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 30 Issue: 08 Pages: 972-976

    • DOI

      10.1055/s-0037-1611802

    • NAID

      120006842188

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 脱カルボニル型不斉アリール化反応による光学活性ビシクロ[2.2.1]へプタンの合成2022

    • Author(s)
      野並 玲奈, 白井 智彦
    • Organizer
      第12回CSJ化学フェスタ2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] カチオン性イリジウム触媒を用いる芳香族アルデヒドの脱カルボニル型不斉付加反応2022

    • Author(s)
      野並 玲奈, 白井 智彦
    • Organizer
      第121回有機合成シンポジウム
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] カチオン性イリジウム触媒を用いたカルボン酸の脱炭酸反応2022

    • Author(s)
      野並 玲奈, 白井 智彦
    • Organizer
      2022年日本化学会中国四国支部大会 広島大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Cationic Iridium-Catalyzed Enantioselective Hydroacylation2021

    • Author(s)
      Sumire Yoshioka, Tomoya Iwasaki, Tomohiko Shirai
    • Organizer
      The 4th NIT-NUU Bilateral Academic Conference
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      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カチオン性イリジウム触媒を用いるケトンの分子内不斉ヒドロアシル化反応2021

    • Author(s)
      白井 智彦, 岩﨑 智也
    • Organizer
      第67回有機金属化学討論会
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  • [Presentation] アリールアルデヒドの脱カルボニル化を伴うビシクロアルケンの不斉アリール化反応2021

    • Author(s)
      野並 玲奈, 白井 智彦
    • Organizer
      高知化学シンポジウム2021
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  • [Presentation] 芳香族アルデヒドをアリール源とするビシクロアルケンの不斉ヒドロアリール化反応2021

    • Author(s)
      野並 玲奈, 白井 智彦
    • Organizer
      2021年日本化学会中国四国支部大会 高知大会
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  • [Presentation] ホルミル基C-H結合切断を鍵とする不斉反応の開発2020

    • Author(s)
      白井智彦
    • Organizer
      高知化学シンポジウム2020
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    • Invited
  • [Presentation] 炭素-水素結合切断を起点とする高原子効率型触媒反応2019

    • Author(s)
      白井 智彦
    • Organizer
      油化学関連シンポジウム in 高知
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    • Invited
  • [Presentation] カチオン性イリジウム触媒を用いるケトンの分子内不斉ヒドロアシル化反応2019

    • Author(s)
      岩崎 智也、白井 智彦
    • Organizer
      高知化学シンポジウム2019
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] カチオン性イリジウム触媒を用いるアルデヒドの脱カルボニル化と不斉ヒドロアシル化への展開2019

    • Author(s)
      岩崎 智也、白井 智彦
    • Organizer
      第9回CSJ化学フェスタ2019
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] カチオン性イリジウム触媒を用いる光学活性フタリドの迅速合成2019

    • Author(s)
      岩崎 智也、白井 智彦
    • Organizer
      2019年日本化学会中国四国支部大会 徳島大会
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  • [Remarks] 【高専機構プレスリリース第101号】

    • URL

      http://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000139.000075419.html

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  • [Remarks] 高知高専 白井研究室

    • URL

      https://shirai-t.wixsite.com/website

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

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