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有機分子触媒によるアルデヒドのラジカル型カップリング反応の開発

Research Project

Project/Area Number 20J20599
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

石井 卓也  金沢大学, 医薬保健学総合研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords合成反応 / 有機分子触媒
Outline of Research at the Start

本研究は、アルデヒドをアシルラジカル等価体として利用できる、新たなN-ヘテロ環カルベン(NHC)有機触媒反応を開発し、本手法をアシル化の有用な手法として確立するものである。元来、求電子的な性質を有するアルデヒドを、NHCと反応させBreslow 中間体とすることで、ラジカル種として利用する反応を開発する。一電子移動反応の特性を活かし、これまで困難であった一段階でのカルボニル化合物合成や、種々の置換基導入の新手法に展開する。

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までの研究において、エノラート型Breslow中間体がヨウ化アリールを一電子還元し、アリールラジカルを与えることが明らかとなった。この報告では、o-ヨード芳香族カルボン酸とアルキルアミンから合成された“アミド誘導体”と“アルデヒド”をNHC触媒存在下、反応させると窒素α位がアシル化された生成物が得られた。本反応は、“窒素α位のC(sp3)-H結合”と“系中で発生したアリールラジカル”の間での1,5-HATを経由して進行する。この知見に基づき、本年度は、アリールラジカル駆動型1,5-HATを活用した、アルキルアミンのβ位選択的C(sp3)-H結合アシル化反応を開発した。つまり、窒素原子から二原子離れた位置にアリールラジカルを発生させることができる“o-ヨードアリール基”を窒素原子上に導入したアルキルアミンを設計・合成した。実際に、芳香族アルデヒドとチアゾール型NHC触媒を用いた反応に適用したところ、目的のβ位アシル化体が得られた。本反応では、窒素α位にてアシル化が進行した生成物は得られておらず、配向基として機能するo-ヨードアリール基の合理的な設計により、ラジカルの発生位置を能動的に制御できたといえる。本研究において、第48回反応と合成の進歩シンポジウム(2022年10月、千葉、ポスター発表、1P-45 「N-ヘテロ環カルベン触媒によるラジカル介在型アシル化反応)にてポスター発表を行い、発表賞を受賞した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Radical N-Heterocyclic Carbene Catalysis for β-Ketocarbonyl Synthesis2021

    • Author(s)
      Ishii, T.; Nagao, K.; Ohmiya, H.
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 91 Pages: 132212-132212

    • DOI

      10.1016/j.tet.2021.132212

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Aryl Radical-Mediated N-Heterocyclic Carbene Catalysis2021

    • Author(s)
      Matsuki, Y.; Ohnishi, N.; Kakeno, Y.; Takemoto, S.; Ishii, T.; Nagao, K.; Ohmiya, H.
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 3848-3848

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24144-2

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Recent Advances in N-Heterocyclic Carbene-Based Radical Catalysis2020

    • Author(s)
      Ishii, T.; Nagao, K.; Ohmiya, H.
    • Journal Title

      Chem. Sci.

      Volume: 11 Issue: 22 Pages: 5630-5636

    • DOI

      10.1039/d0sc01538e

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] N-ヘテロ環カルベン触媒によるラジカル介在型アシル化反応2022

    • Author(s)
      石井卓也, 長尾一哲, 大宮寛久
    • Organizer
      第48回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ラジカル型N-ヘテロ環カルベン触媒によるアルデヒドとa-ブロモカルボニルのクロスカップリング反応2021

    • Author(s)
      石井卓也・長尾一哲・大宮寛久
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 含窒素複素環カルベン触媒を用いたアルケンのラジカルリレー型アルキルアシル化反応2020

    • Author(s)
      太田健治・石井卓也・長尾一哲・大宮寛久
    • Organizer
      第49回複素環化学討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] N-ヘテロ環カルベン触媒を用いたアルケンのラジカルリレー型 アルキルアシル化反応2020

    • Author(s)
      太田健治・石井卓也・長尾一哲・大宮寛久
    • Organizer
      第117回有機合成シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      https://seimitsu.w3.kanazawa-u.ac.jp

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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