アジド化合物をナイトレノイド源とするC-Hアミノ化の立体制御法に関する研究

• Project/Area Number: 23245009
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Organic chemistry
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 香月 勗 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 特任教授 (40037271)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内田 竜也 九州大学, 基幹教育院, 准教授 (50380564) ; 松本 和弘 九州大学, 理学研究院, 助教 (40512182)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥44,980,000 (Direct Cost: ¥34,600,000、Indirect Cost: ¥10,380,000); Fiscal Year 2014: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2013: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2012: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2011: ¥27,820,000 (Direct Cost: ¥21,400,000、Indirect Cost: ¥6,420,000)
• Keywords: 合成化学 / 不斉反応 / ルテニウムサレン錯体 / ナイトレン移動反応 / 不斉C-Hアミノ化 / ラジカル機構 / アジド化合物 / アジリジン化

Outline of Annual Research Achievements

本研究においては、23年度に、イリジウム触媒を用いた分子内不斉C-Hアミノ化を達成し、24年度にはさらにルテニウム(カルボニル)サレン錯体を用いることで、アジド化合物を窒素化剤とする初めて高エナンチオ選択的不斉分子間C-Hアミノ化反応を開発し、さらに本反応が、エチル基あるいはメチル基上のC-H結合を選択的に変換する特異な位置選択性を示すことを見出している。
ルテニウム触媒を用いた分子間C-Hアミノ化に関する速度論的同位体効果の検討、およびラジカルクロックを用いた検討から本反応は、短寿命なラジカル中間体の関与、あるいは協奏的反応機構が示唆された。
そこで、本年度はさらに速度論的同位体効果について詳細な検討を進めた。その結果、ベンジル位のC-H挿入反応における同位体効果(重水素効果)はKIE=8～13と非常に大きな値を示すことが明らかとした。また、この重水素効果の大きさ、および本ルテニウム触媒の優れたエナンチオ選択性から、本反応では、水素、および重水素の様に電子的にも、立体的にもほとんど差違がなく、分割が困難な同位体によって構成される立体不斉中心を速度論的に分割することができるものと考えられる。
同考察から、新たにラセミ体のα-D-エチルベンゼン類を新たに合成し、反応の検討を進めた。その結果、速度比5～13の良好な選択性にて同位体由来のエナンチオマーを分割しつつ、対応するアミノ化生成物が高エナンチオ選択的に進行することを明らかにしている。

Research Products

• [Journal Article] Iron-Catalysed Asymmetric Tandem Spiro-Cyclization Using Dioxygen in Air as Hydrogen Acceptor (2014)
  • Author(s): Takuya Oguma, Tsutomu Katsuki
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 受理済み Issue: 39 Pages: 117-129
  • DOI: 10.1039/c4cc01555j
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantio- and Regioselective Intermolecular Benzylic and Allylic C-H Bond Amination (2013)
  • Author(s): Y. Nishioka, T. Uchida, and T. Katsuki
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 52 Issue: 6 Pages: 1739-1742
  • DOI: 10.1002/anie.201208906
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Asymmetric Olefin Aziridination Using a Newly Designed Ru(CO)(salen) Complex as the Catalyst (2012)
  • Author(s): C. Kim, T. Uchida, and T. Katsuki
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 48 Issue: 57 Pages: 7188-7190
  • DOI: 10.1039/c2cc32997b
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ru(CO)-salen-Catalyzed Synthesis of Enantiopure aziridinyl ketones and Formal Asymmetric Synthesis of (+)-PD 128907 (2012)
  • Author(s): Y. Fukunaga, T. Uchida, Y. Ito, K. Matsumoto, and T. Katsuki
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 14 Issue: 17 Pages: 4658-4661
  • DOI: 10.1021/ol302095r
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enantioselective Intramolecular Benzylic C-H bond A mination : An Efficient Synthesis of Optically Active Benzosultams (2011)
  • Author(s): M.Ichinose, H.Suematsu, Y.Yasutomi, Y.Nishioka, T.Uchida., T.Katsuki
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 50 Issue: 42 Pages: 9884-9887
  • DOI: 10.1002/anie.201101801
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ルテニウム触媒を用いた不斉合成反応の開発 (2014)
  • Author(s): 内田竜也
  • Organizer: 第26回若手研究者のためのセミナー
  • Place of Presentation: 九州大学薬学部(福岡市東区馬出)
  • Year and Date: 2014-11-26
  • Invited
• [Presentation] イリジウムーサレン錯体を用いた触媒的不斉分子内C-Hアミノ化(2) (2012)
  • Author(s): 一瀬麻沙美、安富陽一、末松英浩、西岡洋太、内田竜也、香月勗
  • Organizer: 日本化学会代92回春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] ルテニウムサレン錯体によるアジド化合物を用いたC-H結合の分子間不斉アミノ化反応 (2012)
  • Author(s): 西岡洋太、内田竜也、香月勗
  • Organizer: 日本化学会代92回春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] オレフィンと2-(トリメチルシリル)エタンスルホン酸アジドを基質に用いる新規ルテニウムサレン錯体によるエナンチオ選択的アジリジン合成 (2012)
  • Author(s): 金忠植、内田竜也、香月勗
  • Organizer: 日本化学会代92回春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] アジド化合物を用いた位置および立体選択的分子間不斉C―Hアミノ化反応
  • Author(s): 西岡洋太、内田竜也、香月 勗
  • Organizer: 第２０回記念シンポジウム モレキュラー・キラリティー２０１３
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] 大気中酸素を用いる不斉酸化と不斉Ｃ－Ｈアミノ化
  • Author(s): 香月 勗
  • Organizer: 第４０回有機金属化学セミナー
  • Place of Presentation: キャンパスプラザ京都
  • Invited
• [Presentation] ルテニウムサレン錯体によるアジド化合物を用いたC―H結合の分子間不斉アミノ化反応（２）
  • Author(s): 西岡洋太、内田竜也、香月 勗
  • Organizer: 日本化学会第93回春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学
• [Presentation] Asymmetric Olefin Aziridination Using a Newly Designed Ru(CO)(salen) Complex as the Catalyst
  • Author(s): 金 忠植、内田竜也、香月 勗
  • Organizer: 110th National Meeting, Korean Chemical Society
  • Place of Presentation: Busan BEXCO
• [Presentation] Ru(CO)-salen 錯体を用いたアジリジノケトンの不斉合成および(+)-PD129807の合成への応用
  • Author(s): 福永恭章、内田竜也、伊東祐太朗、松本健司、香月 勗
  • Organizer: 第二回CSJ化学フェスタ2012
  • Place of Presentation: 東京工業大学