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Development of Methods for Organic Synthesis Based on Sequential Functionalization of Remote Sites

Research Project

Project/Area Number 23K23353
Project/Area Number (Other) 22H02085 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

河内 卓彌  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70396779)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywords遠隔官能基化 / チェーンウォーキング / 連続的官能基導入反応 / パラジウム触媒 / アルケン / 遠隔二官能基化 / ジボリル化
Outline of Research at the Start

本研究は、申請者が研究を推進してきたチェーンウォーキングを経る触媒的有機小分子合成を基盤として、合成化学上困難かつ最近の重要課題である遠隔位二官能基化反応(Remote Difunctionalization)、さらには従来困難であった三つ以上の遠隔位連続結合生成反応の開発を行い、実用的な触媒的有機合成手法としての深化を試みるものである。

Outline of Annual Research Achievements

我々はパラジウム触媒を用いたチェーンウォーキングを経る環化反応を開発してきており、最近ではジボロンやヒドロボランを反応剤として使用することで、内部アルケンと末端アルケンを併せもつ1,n-ジエン類の遠隔位ジボリル化・環化反応やヒドロホウ素化・環化反応が進行することを見出している。本研究では、よりシンプルな反応の開発を目指して、官能基をもつ末端アルケン類の遠隔ジボリル化反応を検討した。なお、環化過程を含まないアルケン類の単純な付加型遠隔二官能基化反応は、高い原子効率や反応の革新性からその開発が期待されているが未だに報告例はない。まず、1,10-フェナントロリン配位子を用いて反応検討したところ、ごく少量の目的物に加えて、アルケンの異性化体、ヒドロホウ素化体、脱水素ホウ素化体を含む各種副生成物の生成が確認された。続いて、各種含窒素二座配位子を用いて配位子検討を行った。収率の配位子による変化は顕著であり、一部の配位子では収率の再現性が低く20%程度の誤差があるものの、60%程度の収率での目的物の生成が確認できた。さらなる効率的な配位子スクリーニングを目指して、配位子と触媒前駆体を系中で混合する方法も各種検討したが、安定的に目的物が得られる方法は実現できなかった。続いて、反応の再現性向上について検討を行ったところ、反応温度を調整することでやや改善されている。収率ならびに再現性の更なる向上を目指して検討を続ける予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

再現性および収率の改善に時間がかかっている。抜本的な改善も含めて、触媒反応系の再検討が必要となっている。

Strategy for Future Research Activity

基質や試薬などについて、その種類や純度、合成法も含めて再検討を行い、安定的に高収率が得られる触媒反応系を開発する。また、その基質適用範囲、反応機構や応用の検討を行っていく予定である。

Report

(1 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Desymmetrization of prochiral methylenes by asymmetric chain-walking cyclization using bioxazoline palladium catalysts2023

    • Author(s)
      Shigekane Masayuki、Arai Tomonori、Tamura Makoto、Uchida Tatsuya、Kakiuchi Fumitoshi、Kochi Takuya
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 114 Pages: 154292-154292

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2022.154292

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Palladium-Catalyzed Hydroboration/Cyclization of 1,n-Dienes2023

    • Author(s)
      Kanno Shota、Kakiuchi Fumitoshi、Kochi Takuya
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 88 Issue: 4 Pages: 2621-2630

    • DOI

      10.1021/acs.joc.2c02781

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] パラジウム触媒のチェーンウォーキングにおける配位アルケンの回転過程の重要性とその反応経路の選択性に与える影響2023

    • Author(s)
      武藤一馬、畑中美穂、垣内史敏、河内卓彌
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] パラジウム触媒を用いたヒドロボランによる1,n-ジエンのヒドロホウ素化・環化反応2023

    • Author(s)
      菅野翔太、垣内史敏、河内卓彌
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] パラジウム触媒のチェーンウォーキングを経る様々な1,n-ジエンの遠隔ジボリル化・環化反応2022

    • Author(s)
      菅野翔太、垣内史敏、河内卓彌
    • Organizer
      第11回JACI/GSCシンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] パラジウム触媒を用いたアリールボロン酸によるアルケン類の遠隔位置換型アリール化反応2022

    • Author(s)
      武藤一馬、熊谷貴明、垣内史敏、河内卓彌
    • Organizer
      第120回有機合成シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 1,10-フェナントロリンパラジウム触媒のチェーンウォーキング過程の反応機構に関する研究2022

    • Author(s)
      武藤一馬、畑中美穂、垣内史敏、河内卓彌
    • Organizer
      第68回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] パラジウム触媒を用いた1,n-ジエンのヒドロホウ素化・環化反応2022

    • Author(s)
      菅野翔太、垣内史敏、河内卓彌
    • Organizer
      第68回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] パラジウム触媒のチェーンウォーキングの本質的理解に向けた反応機構解析2022

    • Author(s)
      河内卓彌
    • Organizer
      化学反応経路探索のニューフロンティア2022(SRPS2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 今後の触媒反応の進化2022

    • Author(s)
      河内卓彌
    • Organizer
      10年後の有機合成化学を予測せよ!(第12回CSJ化学フェスタ2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Theoretical Mechanistic Study of 1,10-Phenanthroline Palladium Catalyzed Chain-Walking Processes2022

    • Author(s)
      Kazuma Muto, Miho Hatanaka, Fumitoshi Kakiuchi, Takuya Kochi
    • Organizer
      The 8th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC8)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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