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遷移金属触媒を用いる含高周期元素有機化合物の合成と変換

Publicly Offered Research

Project AreaStimuli-responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules
Project/Area Number 15H00911
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

有澤 美枝子  東北大学, 薬学研究科, 准教授 (50302162)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsロジウム触媒反応 / イオウ単体 / ポリホスフィン / 単結合メタセシス反応 / 非対称ビス複素環化合物 / 高周期ヘテロ元素 / 触媒反応 / メタセシス反応 / 付加反応 / 感応性化学種 / ロジウム触媒 / パラジウム触媒 / 有機イオウ化合物 / 有機リン化合物
Outline of Annual Research Achievements

ロジウム触媒を用いて高周期ヘテロ元素化合物の高効率合成反応を検討した。イオウ単体とアルキンから1,4-ジチインとチオフェンを与えるロジウム触媒反応を見出した。この反応を基に、同触媒条件下、1,4-ジチインのC-S結合切断を伴う異性化反応とアルキン交換反応を開発した。これらの成果は、イオウ単体から多様な有機イオウ化合物の触媒的合成と変換を行えることを示す。加えて、リン単体を直接用いる反応開発の前段階として、二種のジホスフィンP-P結合間のロジウム触媒的交換反応を開発した。次に、P-P-P結合を有するポリホスフィンをロジウム触媒的に切断して、有機リン化合物の合成に利用できることを示した。即ち、環状ジスルフィドS-S結合間にポリホスフィンのリン原子を挿入して含リン環状化合物の触媒的合成法を開発した。一連の研究によって、イオウ単体やポリホスフィンからロジウム触媒的に有機イオウ・リン化合物を合成できることを示した。また、ロジウム触媒によるヘテロ元素試薬の活性化様式についても明らかした。
加えて、複素環/芳香族エーテルの二つのC-O結合を選択的に切断してフッ素化する反応を開発した。即ち、安定な複素環/芳香族エーテルから合成中間体として有用な複素環フッ素化物を合成できることを示した。この反応を基に、複素環/芳香族エーテルからロジウム触媒複素環交換によって、非対称ビス複素環エーテルと非対称ビス複素環スルフィドの合成反応を開発した。本反応は、 5 員環と6 員環複素環を有する多様な非対称ビス複素環化合物の合成に適用でき、新しい非対称ビス複素環化合物群を合成できた。二つの複素環の間に一原子挿入したビス複素環化合物は、回転可能なsp2-C/sp3-X結合を有する柔軟な化合物群であり、新しい機能性材料や医薬品の基礎骨格として期待される。いずれの反応も塩基や有機金属反応剤を全く用いない特徴がある。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Acknowledgement Compliant: 9 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Rhodium-Catalyzed Synthesis of Unsymmetric Di(heteroaryl) Ethers Using Heteroaryl Exchange Reaction2017

    • Author(s)
      Saori Tanii; Mieko Arisawa; Takaya Tougo; Kiyofumi Horiuchi; Masahiko Yamaguchi
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: -

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chemical braking exhibited by ethynylhelicene (M)-nonamer in solution: Competitive reaction system of self-catalysis to form double- helix and approach towards equilibrium to form random-coil2017

    • Author(s)
      Tsukasa Sawato; Atsushi Yagi; Mieko Arisawa; Masahiko Yamaguchi
    • Journal Title

      Tetradron

      Volume: 73 Issue: 19 Pages: 2801-2805

    • DOI

      10.1016/j.tet.2017.03.083

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Rhodium-Catalyzed Synthesis of Unsymmetric Di(heteroaryl) Sulfides Using Heteroaryl Ethers and S‐Heteroaryl Thioesters via Heteroarylthio Exchange2017

    • Author(s)
      Mieko Arisawa; Takeru Tazawa; Saori Tanii; Kiyofumi Horiuchi; Masahiko Yamaguchi
    • Journal Title

      TJournal of the Organic Chemistry

      Volume: 82 Issue: 1 Pages: 804-810

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b02585

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Rhodium-catalyzed P-P bond exchange reaction of diphosphine disulfides2016

    • Author(s)
      Mieko Arisawa; Tomoki Yamada; Saori Tanii; Yuta Kawada; Hisako Hashimoto; Masahiko Yamaguchi
    • Journal Title

      Chemical Communication

      Volume: 52 Issue: 93 Pages: 13580-13583

    • DOI

      10.1039/c6cc07302f

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Rhodium-catalyzed transformation of heteroaryl aryl ethers into heteroaryl fluorides2016

    • Author(s)
      Mieko Arisawa; Saori Tanii; Takeru Tazawa; Masahiko Yamaguchi
    • Journal Title

      Chemical Communication

      Volume: 52 Issue: 76 Pages: 11390-11393

    • DOI

      10.1039/c6cc05400e

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of Symmetrical and Unsymmetrical 1,4-Dithiins by Rhodium-Catalyzed Sulfur Addition Reaction to Alkynes2016

    • Author(s)
      Mieko Arisawa; Takuya Ichikawa; Saori Tanii; Masahiko Yamaguchi
    • Journal Title

      Synthesis

      Volume: 48 Issue: 18 Pages: 3107-3119

    • DOI

      10.1055/s-0035-1561452

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Rhodium Enolate Complexes as Synthons and Catalysts in Organic Chemistry2016

    • Author(s)
      Mieko Arisawa; Masahiko Yamaguchi
    • Journal Title

      The Chemistry of Metal Enolates, Vol. 2, Patai's Chemistry of Functional Groups

      Volume: - Pages: 1-42

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Equilibrum and Nonequilibrium Chemical Reactions of Helicene Oligomers in the Noncovalent Bond Formation2016

    • Author(s)
      Masahiko Yamaguchi; Mieko Arisawa; Masanori Shigeno; Nozomi Saito
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 89 Issue: 10 Pages: 1145-1169

    • DOI

      10.1246/bcsj.20160133

    • NAID

      130006770658

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Palladium-catalyzed addition reaction of thioesters to norbornenes2015

    • Author(s)
      Mieko Arisawa*, Saori Tanii, Tomoki Yamada, Masahiko Yamaguchi*
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 71 Issue: 37 Pages: 6649-6458

    • DOI

      10.1016/j.tet.2015.05.042

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Equilibrium shift induced by chiral nanoparticle precipitation in rhodium-catalyzed disulfide exchange reaction2015

    • Author(s)
      Masamichi Miyagawa, Mieko Arisawa, Masahiko Yamaguchi*
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 71 Issue: 30 Pages: 4920-4926

    • DOI

      10.1016/j.tet.2015.05.106

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of Thiiranes by Rhodium-catalyzed Sulfur Addition Reaction to Reactive Alkenes2015

    • Author(s)
      Mieko Arisawa,* Takuya Ichikawa, and Masahiko Yamaguchi*
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 51 Issue: 42 Pages: 8821-8824

    • DOI

      10.1039/c5cc01570g

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 複素環エーテルC-O結合交換を伴うロジウム触媒的エーテル合成反応2017

    • Author(s)
      谷井沙織, 藤後貴也, 有澤美枝子, 山口雅彦
    • Organizer
      日本薬学会 第137年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2017-03-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ロジウム触媒を用いるジホスフィンジスルフィド P-P 結合交換反応2017

    • Author(s)
      有澤 美枝子, 山田 朋貴, 谷井 沙織, 山口 雅彦
    • Organizer
      日本化学会 第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 複素環エーテルから非対称ビス複素環スルフィドを与えるロジウ ム触媒反応2017

    • Author(s)
      有澤 美枝子, 田沢健, 谷井 沙織, 山口 雅彦
    • Organizer
      日本化学会 第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 1,4-ジチインのロジウム触媒的異性化反応とアルキン交換反応2017

    • Author(s)
      有澤美枝子, 澤畑恭佑, 市川拓也, 山口雅彦
    • Organizer
      日本化学会 第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機フッ素化合物を用いて芳香環・複素環エーテルの二つのエーテル結合をフッ素化するロジウム触媒反応2017

    • Author(s)
      谷井沙織, 田沢健, 有澤美枝子, 山口雅彦
    • Organizer
      日本化学会 第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Rhodium-Catalyzed Synthesis of Unsymmetric Di(heteroaryl) Sulfides Using Heteroaryl Ethers and S-Heteroaryl Thioesters via Heteroarylthio Exchange2017

    • Author(s)
      Mieko Arisawa, Saori Tanii, Tomoki Yamada, Masahiko Yamaguchi
    • Organizer
      Stimuli-responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules 2nd International Symposium
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2017-03-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 芳香族・複素環エーテルのロジウム触媒的フッ素化反応2016

    • Author(s)
      有澤美枝子, 谷井沙織, 田沢健, 山口雅彦
    • Organizer
      第42回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Place of Presentation
      静岡市清水文化会館
    • Year and Date
      2016-11-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 置換ペンタフルオロベンゼンをフッ素化剤に用いる芳香族・複素環エーテルのロジウム触媒的フッ素化反応2016

    • Author(s)
      有澤美枝子, 谷井沙織, 山口雅彦
    • Organizer
      第109回有機合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2016-06-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] イオウ単体を用いるロジウム触媒非対称1,4-ジチイン類の合成2016

    • Author(s)
      有澤 美枝子、市川 拓哉、谷井 沙織、山口 雅彦
    • Organizer
      日本薬学会 第136年会
    • Place of Presentation
      横浜、パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ロジウム触媒を用いるジホスフィンジスルフィドP-P結合交換反応2016

    • Author(s)
      有澤 美枝子、山田 朋貴、谷井 沙織、山口 雅彦
    • Organizer
      日本薬学会 第136年会
    • Place of Presentation
      横浜、パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 置換ペンタフルオロベンゼンC-F結合切断を伴う芳香族・複素環エーテルのロジウム触媒的フッ素化反応2016

    • Author(s)
      有澤 美枝子、谷井 沙織、山口 雅彦
    • Organizer
      日本薬学会 第136年会
    • Place of Presentation
      横浜、パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of Symmetric and Unsymmetric 1,4-Dithiins by Rhodium-catalyzed Sulfur Addition Reaction to Alkynes2016

    • Author(s)
      Mieko Arisawa
    • Organizer
      The 3rd International Symposium for Young Chemists on Stimuli-Responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules
    • Place of Presentation
      Nagoya University
    • Year and Date
      2016-03-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rhodium-catalyzed synthesis of organosulfur compounds2015

    • Author(s)
      Mieko Arisawa
    • Organizer
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Rhodium-catalyzed Synthesis of Organosulfur Compounds2015

    • Author(s)
      Mieko Arisawa
    • Organizer
      The 6th Japanese-Sino Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists
    • Place of Presentation
      Tohoku University
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Palladium-Catalyzed Addition Reaction of Thioesters to Norbornene Derivatives2015

    • Author(s)
      Mieko Arisawa, Saori Tanii, Tomoki Yamada, Masahiko Yamaguchi
    • Organizer
      The 8th International Forum on Chemistry of Functional Organic Chemicals
    • Place of Presentation
      University of Tokyo
    • Year and Date
      2015-11-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rhodium-catalyzed Synthesis of Organosulfur Compounds2015

    • Author(s)
      Mieko Arisawa
    • Organizer
      2015 CAMPUS Asia Symposium Chemical Frontier and Advanced Materials
    • Place of Presentation
      Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China
    • Year and Date
      2015-11-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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